스테로이드 주사액 농도 계산 과정 분석과 희석 배수 이해하기

Q.

스테로이드 injection 샘플 5 mL을 100 mL로 희석하고 희석 된 10 mL을 100 mL로 희석한 후 다시 희석 된 10 mL을 100 mL로 희석했다. UV로 측정한 결과 희석 된 샘플에 스테로이드 0.249 mg/ 100 mL이 포함되어 있었다. Injection의 original 농도 (%w/v, mg/mL) 얼마인가?

 

A.

품질관리 실험실에서 시료를 희석한 뒤 UV로 흡광도를 측정하여 정량한다는 가정을 기반으로 한다. 계산 과정은 단순한 산술처럼 보이지만, 희석 배수를 적용하는 방식에서 많은 오류가 발생한다. 특히 mg per 100 mL을 mg per mL로 변환하는 단계에서 실수가 잦다. 그래서 계산 과정을 논리적으로 해석하고, 어느 지점에서 오류가 생길 수 있는지 짚어 나간다.

처음 상황을 정리한다. 스테로이드 주사액 5 mL을 취해 100 mL 부피플라스크에 넣어 희석한다. 이 단계에서 희석 배수는 최종 부피를 취한 부피로 나누는 방식으로 계산한다. 즉 100 mL를 5 mL로 나누어 20이 된다. 이어서 이 희석액 중 10 mL을 다시 100 mL로 희석하고, 또 다시 그 희석액 10 mL을 취해 100 mL로 희석한다. 각각의 단계에서 희석 배수는 100을 10으로 나눠 10이 되므로 두 번째와 세 번째 단계에서 각각 10의 배수를 갖는다. 따라서 전체 희석배수는 세 희석 단계의 곱으로 계산되며 20 곱하기 10 곱하기 10으로 총 2000이 된다.

 

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여기까지가 희석 과정이다. 다음 단계는 측정 결과를 바탕으로 원래 용액의 농도를 역산하는 것이다. UV 측정 결과 최종 희석된 샘플에는 스테로이드가 0.249 mg per 100 mL 포함되어 있다고 한다. 희석된 샘플에서 얻은 농도는 최종액의 농도이므로 원래 농도를 구하기 위해 희석배수 2000을 곱해야 한다. 다만 곱하기 전 mg per 100 mL 단위임을 유지한 상태에서 계산한다.

계산은 다음과 같다.
0.249 mg per 100 mL × 2000

정확하게 계산하기 위해 숫자를 단계적으로 나누어 곱한다.
2000은 1000 두 개를 곱한 값이 아니고 1000의 두 배이다. 먼저 0.249에 1000을 곱하면 소수점이 세 자리 이동해 249가 된다. 여기에 2를 곱하면 498이 된다. 따라서 원래 주사액은 498 mg per 100 mL가 된다.

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최종 원액의 농도는 0.498 percent weight per volume 이고, mg per mL 단위로는 4.98 mg per mL이다. 즉, 퍼센트로 환산하면 100 mL 안에 0.498 g이 들어있다는 의미이며, 이를 mg per mL로 환산하면 1 mL 안에 4.98 mg이 들어 있다는 뜻이다.

 

이 문제는 간단한 계산처럼 보이지만, 실험 데이터 처리 과정에서 단위를 정확히 다루는 것이 얼마나 중요한지를 보여준다. 특히 품질관리 실험실에서는 단위 변환이 잘못되면 실제 제조 배치의 판단이 바뀔 수 있기 때문에 단위 변환과 희석 배수 계산의 정확도는 매우 중요하다. 단순히 숫자를 곱하는 것이 아니라, 어디까지가 부피 비례 희석이고 어떤 단위를 기준으로 계산해야 하는지 이해해야 한다. 이러한 방식으로 접근하면 잘못된 해석을 막을 수 있고, 데이터 기반 품질 관리의 신뢰성도 높아진다.

 

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추가적으로, 실험실 업무에서는 희석 계산을 여러 번 수행하는 일이 흔하다. 고정된 방식으로 부피를 취하고 희석하는 과정은 일상적인 작업이지만, 실수는 대부분 단위를 변환하는 마지막 단계에서 발생한다. 따라서 실무에서는 중간 계산과 최종 단위 환산을 명확하게 구분하는 것이 필요하다. 계산 과정 중에는 분모와 분자의 의미를 떠올리며 단위를 계속 확인하는 것이 안전하다. 이러한 사고 과정이 자리 잡히면 정량 시험에서도 안정적인 결과를 얻을 수 있다.

 

 

 

 

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