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单位科普

作者:Hormone.wiki
最后更新:

激素常用单位

激素六项(女性 / 男性基础性激素检测)常见的化验项目和常用单位如下:

项目中文名称常用单位
E2雌二醇(Estradiol)pg/mL 或 pmol/L
P黄体酮(Progesterone)ng/mL 或 nmol/L
T睾酮(Testosterone)ng/dLng/mL(少见)、或 nmol/L
PRL泌乳素(Prolactin)ng/mL 或 mIU/L
FSH促卵泡生成素(Follicle Stimulating Hormone)mIU/mL 或 IU/L
LH促黄体生成素(Luteinizing Hormone)mIU/mL 或 IU/L

激素单位换算

以下是常见单位间的换算关系:

  • 雌二醇 (E2):1 pg/mL ≈ 3.67 pmol/L[1]
  • 黄体酮 (P):1 ng/mL ≈ 3.18 nmol/L[2]
  • 睾酮 (T):1 ng/dL ≈ 0.0347 nmol/L[3]
  • 泌乳素 (PRL):1 ng/mL ≈ 0.04348 nmol/L (≈ 21.2 mIU/L)[4]
  • FSH:1 mIU/mL = 1 IU/L[5]
  • LH:1 mIU/mL = 1 IU/L[6]

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本站 激素转换器 使用以下映射集

映射集
质量 → 克( massToGramMap
单位对应克 (g)
pg1e-12[7]
ng1e-9[7:1]
μg1e-6[7:2]
mg1e-3[7:3]
g1[7:4]
体积 → 升( volumeToLiterMap
单位对应升 (L)
mL1e-3[7:5]
dL1e-1[7:6]
L1[7:7]
物质的量 → 摩尔( molToMolMap
单位对应摩尔 (mol)
pmol1e-12[7:8]
nmol1e-9[7:9]
μmol1e-6[7:10]
mmol1e-3[7:11]
mol1[7:12]
生物活性单位 → IU( iuToIUMap
单位对应 IU
IU1[7:13]
mIU1e-3[7:14]
激素摩尔质量( hormoneMolarMass ;单位:g/mol)
激素数值
E2272.38[8]
T288.43[9]
P4314.47[10]
FSH35500[11]
LH30000[12]
PRL23000[13]
IU ↔ 质量( hormoneIUtoMassUg ;单位:μg/IU)
激素数值
FSH0.0725[14]
LH0.04656[15]
PRL47.2[16]

实现任意单位间的自由换算,原理请见

  • 人教版小学数学四年级下册
    • 第 4 单元 “小数与单位换算”
  • 人教版高中化学必修一
    • 第二章 海水中的重要元素 —— 钠和氯
      • 第三节 物质的量
      • 实验活动 1 配制一定物质的量浓度的溶液

具体逻辑详见 Github

SI 单位

折叠内容

定义

SI(International System of Units, SI)是全球通用的计量单位体系,由 BIPM/CGPM/CIPM 管理与更新。2019 年的 “新 SI” 以固定 7 个自然常数的精确数值来定义全部单位,保证溯源统一、长期稳定,并与过去量值连续。[17][18][19]

七个基本单位与 “常数定义”

下表只给直观要点:每个基本单位都通过固定某个(或某些)常数的 “精确数值” 来定义;数值本身在 SI 中是 “定值”。[17:1][18:1]

基本单位符号通过固定的常数(示意)
s铯 - 133 基态超精细跃迁频率 Δν\_Cs
m光速 \(c\)
千克kg普朗克常数 \(h\)
安培A基本电荷 \(e\)
开尔文K玻尔兹曼常数 \(k_B\)
摩尔mol阿伏伽德罗常数 \(N_A\)
坎德拉cd540 THz 单色辐射的光效 \(K_{cd}=683\ \mathrm{lm/W}\)

这些常数的精确数值由 CODATA 推荐值锁定,是 2019 年改革的核心。[19:1]

导出单位与 “相干性”

导出单位由基本单位按量纲组合而成;** 相干(coherent)** 意味着不需要额外数值因子。常见有:
N(牛顿)= kg・m・s⁻²Pa(帕)= N・m⁻²J(焦耳)= N・mW(瓦)= J・s⁻¹C(库仑)= A・sV(伏)= W・A⁻¹Ω(欧)= V・A⁻¹F、S、Wb、T、H、lm、lx、Bq、Gy、Sv、kat 等;平面角 rad 与立体角 sr 为无量纲导出单位。[17:2][20][21]

SI 前缀(十进制倍数)

前缀 + 单位表示十进制倍数,如 km、ms、μL

  • 2022 年新增四个前缀以覆盖极端数量级: ronna 102710^{27}、quetta 103010^{30}、ronto 102710^{-27}、quecto 103010^{-30}[22][23]
  • 不可连用前缀(写 μm,不写 mkm)。前缀与单位符号之间不留空格[24]

书写与排版

  • 数值与单位符号之间留空格:写 5 mL20 kg(角度的 °、′、″ 例外)。
  • 单位符号不加复数20 kg(不是 20 kgs)。
  • 小数分组 / 点遵循出版规范;公式中量的数值与单位可写作 x unit{x}\ \mathrm{unit}[24:1]

非 SI 但获准与 SI 共用的单位(摘)

为兼顾习惯用法,CIPM 认可少数非 SI 单位可与 SI 共用,如:min(分)/h(时)/d(日)L(升)t(吨)eV(电子伏)° / ′ / ″(角度)Da(道尔顿)Np(奈培)/B(贝尔)au(天文单位) 等(完整清单见表格)。[25]

国际单位 IU

定义

  • IU(International Unit)是按生物活性 / 效应来计量某种物质的单位,不是按质量或摩尔数。它用来保证不同批次、不同厂家或不同测定方法得到的 “效应强度” 可以对得上。IU 不是 SI 单位。[26][27]
  • 世界卫生组织(WHO)建立相应物质的国际标准品(International Standard, IS),通过多实验室协作研究给这批标准品指定一个 IU 的数值;后续各自都拿自己的样品去和这个标准比活性。[28]

什么时候会用到 IU

  • 维生素(A、D、E)常见用 IU 标示历史原因多;
  • 生物制品(如激素、酶、凝血因子、抗体 / 疫苗、病毒核酸定量等)用 IU 是因为活性不能仅靠化学分析完全刻画。[29]

IU 的 “浓度单位” 怎么写

  • 常见写法:IU/L、IU/mL、mIU/L、kIU/L。前缀和 SI 一样:
    • 1 mIU/L = 10⁻³ IU/L
    • 1 kIU/L = 10³ IU/L
    • 1 μIU/mL = 1 mIU/L(因为 1 mL = 10⁻³ L)。

和 SI 单位能不能互相换算?

  • 一般不能通用换算:IU 的大小是 “这一种物质” 相对某个 WHO 标准品的活性,不同物质的 IU 彼此没有等价关系,也不必然能换成质量或摩尔数。[30]
  • 少数明确可换:对某些维生素,监管 / 营养学已给出固定对照(因为这些维生素可以制得等效纯品并统一效价),如下表。[31]

常见换算 / 用法速查

折叠内容
类别你会看到的单位换算或说明
维生素 D(D₂/D₃)IU 或 μg1 IU = 0.025 μg;600 IU = 15 μg。[32]
维生素 AIU、μg RAE以 RAE 为准:1 IU 视黄醇 = 0.3 μg RAE1 IU 膳食 β- 胡萝卜素 = 0.05 μg RAE1 IU 补充剂 β- 胡萝卜素 = 0.3 μg RAE[33]
维生素 E(α- 生育酚)IU 或 mg α- 生育酚天然型:1 IU = 0.67 mg;合成型:1 IU = 0.45 mg[34]
促性腺激素等多肽激素(如 FSH/LH/TSH(m)IU/LIU 由 WHO 标准定义,通常没有可靠的质量 / 摩尔换算;不同分析方法间以 IU/L 保证可比性。[26:1][28:1]
催乳素 PRL(特例示例)mIU/L 或 ng/mL常见(方法相关)换算:ng/mL × 21.2 ≈ mIU/L;此系数源于 WHO 第三国际标准 IS 84/500 校准,具体试剂可能在 21.1–21.2 附近。请以化验单方法说明为准。[35][36][37]
病毒载量(如 HCV RNA)IU/mL用 IU/mL
使不同实验室 / 试剂的核酸定量可比;WHO 定期发布 HCV RNA 国际标准以协同校准并评估实验室间可比性[38][39][40]

为什么有时必须用 IU

  • 对很多生物制品,“活性” 受结构异质性、糖基化、折叠 / 聚集、制备工艺等影响,同一质量并不代表同一生物效应;用 IU 才能保证 “效应相同 => IU 相同”。[41]

这就是为什么泌乳素 (PRL)的常用单位既包括质量浓度也包括 IU 浓度,而 FSH/LH 只能用 IU 浓度

  • PRL(泌乳素)

    • 化学形态:单链蛋白,约 199 aa、23 kDa,有 3 对二硫键稳定折叠;主分泌形式是非糖基化的,只有少量存在糖基化,但临床可用方法剔除干扰(如 PEG 去宏泌乳素)。这些变体对总体 ** “比活性” ** 的影响相对有限。
    • 因为分子组成单一、分子量相对固定,活性主要取决于这条链是否正确折叠并能结合受体 —— 所以 “每微克里大概有多少个能干活的分子” 是相对稳定的,质量浓度与活性单位就能建立相对稳的换算关系(这才使得后来标准化成为可能),临床也就既能报 ng/mL,也能报 mIU/L。
  • FSH/LH(促卵泡 / 促黄体激素)

    • 化学形态:都是异源二聚体糖蛋白(共同 α 亚基 + 特异 β 亚基),每个亚基带 N - 糖基化位点;糖链不仅 “占不占位”(宏异质性)在变,糖链的长度、分枝、唾液酸 / 硫酸化程度(微异质性)也在变,糖占总质量 20–30%,而且随生理周期、年龄、细胞状态而变。
    • 直接后果:这些糖链同时改变分子量、等电点、受体亲和力、信号偏向性与体内半衰期 —— 例如低糖型清除更快,高唾液酸型半衰期更长但即刻受体活性可能更低;不同 “糖型” 的比活性差异可达数倍,同样质量的 FSH/LH,活性不一定相同
    • 质量不再代表有生物效应的量(甚至两个批次的 “同分子量” FSH,比活性也可能不同)。因此必须用 IU(按生物效应定量)来对齐 “生物效应量”,而不是给出一个通用的 “1 IU = 114514 μg”。历史上的 FSH/LH IU 就是靠生物测定(如 Steelman–Pohley 增重法)锚定的;后来许多研究也证明免疫反应量 ≠ 生物活性量,再次说明 “质量 <-> 活性” 不可简单互换。

Summary

  • PRL:单链、结构相对单纯 -> 质量与活性更 “成比例”,所以质量浓度与 IU 都能用
  • FSH/LH:二聚体糖蛋白,糖基化导致分子量与活性严重脱钩 -> 只能用 IU 表达 “生物效应量”,没有普适的质量换算。

贡献者

页面历史


  1. 实验室 SI 单位转换表,Estradiol pg/mL → pmol/L = 3.67(endmemolabcorp↩︎

  2. Progesterone ng/mL → nmol/L = 3.18(questdiagnostics↩︎

  3. Testosterone ng/dL → nmol/L = 0.0347(labcorp↩︎

  4. Prolactin ng/mL → nmol/L = 0.04348(≈ 21.2 mIU/L)(Monobind↩︎

  5. FSH mIU/mL = IU/L(labcorp↩︎

  6. LH mIU/mL = IU/L(questdiagnostics↩︎

  7. SI 前缀与单位换算(milli=10⁻³、micro=10⁻⁶、deci=10⁻¹ 等),适用于质量、体积与物质的量:BIPM “SI prefixes” 与 NIST 资料。 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  8. 雌二醇(E2)摩尔质量 272.38 g/mol:Sigma-Aldrich 与维基条目均列出 272.38。 ↩︎

  9. 睾酮(T)摩尔质量 288.43 g/mol:ChEMBL 与 SpectraBase。 ↩︎

  10. 孕酮(P4)摩尔质量 314.47 g/mol:FDA/ DailyMed 药品说明书与 SpectraBase。 ↩︎

  11. FSH 分子量 ≈35,500 Da:多家检测试剂书一致给出 “approximate molecular mass of 35,500 daltons”。 ↩︎

  12. LH 分子量 ≈30,000 Da(≈30 kDa):多家检测试剂资料。 ↩︎

  13. PRL 主型单体约 23 kDa:UniProt 与综述 / 教材。 ↩︎

  14. FSH 1 IU ≈ 0.0725 μg:日本 PMDA 公布的 FE 999049(follitropin delta)审评资料在表格中明确给出 Conversion factor = 0.0725 μg/IU↩︎

  15. LH 1 IU ≈ 0.04656 μg:NIBSC 国际标准 96/602 背景 + 维基医学条目明确给出该折算值(由该标准安瓿的单位与蛋白质量推导)。 ↩︎

  16. PRL 1 IU ≈ 47.2 μg:WHO 第三国际标准 84/500 说明书载明 “每安瓿 53 mIU & 约 2.5 μg”,据此换算得 47.2 μg/IU;临床实验室资料亦常用 21.2 mIU/μg 的等效因子(与之相容)。 ↩︎

  17. BIPM《SI 手册》(第 9 版):SI 的正式定义、相干单位与表格。 ↩︎ ↩︎ ↩︎

  18. NIST SP 330(2019 版):与 SI 手册一致的权威英文指南。 ↩︎ ↩︎

  19. CODATA 2018 推荐常数:为 2019 改革固定常数提供一致数值。 ↩︎ ↩︎

  20. BIPM《A concise summary of the SI》:导出单位专名的简明总表。 ↩︎

  21. NIST 关于 “相干导出单位” 的解释与示例。 ↩︎

  22. CGPM 第 27 届(2022)第 3 号决议:新增 ronna/quetta/ronto/quecto↩︎

  23. BIPM 前缀总表:现有 24 个 SI 前缀。 ↩︎

  24. NIST Guide to the SI 第 6/7 章:前缀与单位书写规则。 ↩︎ ↩︎

  25. NIST SP 330 第 4 节(表 8):可与 SI 共用的非 SI 单位清单。 ↩︎

  26. NIBSC. International standards. https://nibsc.org/standardisation/international_standards.aspx ↩︎ ↩︎

  27. WHO. Providing international biological reference preparations. https://www.who.int/activities/providing-international-biological-reference-preparations ↩︎

  28. Wikipedia. International unit. https://en.wikipedia.org/wiki/International_unit ↩︎ ↩︎

  29. 同上;以及 NIBSC 说明:IU 用于生物制品效价统一。https://nibsc.org/standardisation/international_reference_reagents.aspx ↩︎

  30. Wikipedia. International unit(IU 非 SI,且不同物质间不可互换)。https://en.wikipedia.org/wiki/International_unit ↩︎

  31. NIH ODS 各维生素事实表(A/D/E)对 IU 与质量单位的换算说明。https://ods.od.nih.gov/ ↩︎

  32. NIH ODS. Vitamin D — Health Professional Fact Sheet.1 μg = 40 IU)。https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminD-HealthProfessional/ ↩︎

  33. NIH ODS. Vitamin A — Health Professional Fact Sheet.(IU→μg RAE 换算)。https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminA-HealthProfessional/ ↩︎

  34. NIH ODS. Vitamin E — Health Professional Fact Sheet.(天然 / 合成 α- 生育酚 IU↔mg)。https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminE-HealthProfessional/ ↩︎

  35. Roche. Elecsys Prolactin II IFU(ng/mL × 21.2 = mIU/L)。https://labogids.sintmaria.be/sites/default/files/prolactin_ii_2024-02_v12.pdf ↩︎

  36. Beltran L, Clinical Chemistry 2008(不同平台 21.2 与 27.0 的换算背景)。https://citeseerx.ist.psu.edu/document?doi=0561436862ced0b2cb87418b0c636727e4bf8924 ↩︎

  37. NIBSC. WHO International Standard Prolactin 84/500 IFU. https://nibsc.org/documents/ifu/84-500.pdf ↩︎

  38. NIBSC. 6th WHO International Standard for HCV RNA(IU/mL 标定与多实验室协作)。https://nibsc.org/documents/ifu/18-184.pdf ↩︎

  39. WHO ECBS 报告:6th HCV IS 实验室间 0.11–0.28 log10 IU/mL 变异度,整体已较好协调一致https://www.who.int/publications/m/item/WHO-BS-2019.2358 ↩︎

  40. U.S. Dept. of Veterans Affairs. Hepatitis C Viral Load / HCV RNA quantitative testing(报告示例以 IU/L 计)。https://www.hepatitis.va.gov/hcv/patient/diagnosis/labtests-RNA-quantitative-testing.asp ↩︎

  41. NIBSC. International reference reagents(建立 IS 后以 IU 表示效价,保障 “同效应同数值”)。https://nibsc.org/standardisation/international_reference_reagents.aspx ↩︎

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