最終更新: 2026-07-01

段階希釈とは

段階希釈は、一度に大きく薄めるのではなく、同じ倍率の希釈を連鎖的に繰り返して濃度を下げる方法です。各段階で前の溶液の一部を取り、同じ倍率で希釈するため、ある段階の希釈液が次の段階の原液になります。同じ倍率が繰り返し適用されるので濃度は等比数列的に減少し、1回の希釈では確実に扱えないほど低く、かつ正確にわかっている濃度に到達できます。

段階希釈の式

原液濃度を $C_0$、各段階で適用する希釈倍率を $D$、段階数を $k$ とします。各段階で濃度を $D$ で割るので、$k$ 段階後は次のようになります。

$$C_k = \frac{C_0}{D^{k}}$$

総希釈倍率、すなわち最初の管から最後の管までの全体の希釈は、1段階あたりの倍率を段階数だけ累乗した値です。

$$D_{tot} = D^{k}$$

記号	量	単位
C₀	原液濃度	mol/L (M)
D	1段階あたりの希釈倍率	—
k	段階数	—
Cₖ	最終濃度	mol/L (M)
D_tot	総希釈倍率	—

計算例

1 M の原液から、10倍（1:10）希釈を5段階行います。総希釈倍率は次のとおりです。

$$D_{tot} = D^{k} = 10^{5} = 100000$$

したがって最終濃度は次のようになります。

$$C_k = \frac{C_0}{D^{k}} = \frac{1\ \text{M}}{10^{5}} = 1 \times 10^{-5}\ \text{M} = 10\ \unicode{x00B5}\text{M}$$

各段階の濃度は、きれいな10のべき乗の並びになります。

段階 (k)	総希釈倍率 (Dᵏ)	濃度
0	1	1 M
1	10	0.1 M
2	100	0.01 M
3	1000	0.001 M
4	10000	0.0001 M
5	100000	0.00001 M

分注の手順

10倍希釈の場合、100 µL を 900 µL の希釈液に移す方法がよく使われ、各段階で1を9に、合計10に混ぜます。

• 最初の管以外の各管に希釈液を900 µL入れます。
• 原液100 µLを最初の希釈液の管に移し、よく混ぜます。
• その混合液100 µLを次の管に移し、混ぜて繰り返します。
• 段階ごとにチップを替え、持ち越しによる濃度の上振れを防ぎます。

各移し替えの前に十分に混合してください。混合不足は希釈系列で最も多い誤差の原因です。

希釈倍率と総希釈倍率

1段階あたりの希釈倍率は1回の段階での希釈の大きさで、1:10希釈なら10です。総希釈倍率は連鎖全体の累積希釈 $D^{k}$ です。10倍希釈を3段階行うと、1段階あたりの倍率は10のままですが、総希釈倍率は $10^{3} = 1000$、全体で1:1000希釈になります。この2つを区別することで、段階数を掛ける（$10 \times 3 = 30$）のではなく段階数だけ累乗する（$10^{3} = 1000$）というよくある間違いを避けられます。

主な用途

• 分光光度計、ELISA、qPCR の検量線など、等間隔の濃度が必要な場合。
• 微生物学のコロニー計数で、数えられる程度まで試料を希釈する場合。
• 分析化学における微量標準液の調製。

よくある質問 (FAQ)

段階希釈とは何ですか。

段階希釈とは、ある段階で希釈した溶液を次の段階の原液として使う、段階的な希釈のことです。各段階で同じ希釈倍率だけ濃度が下がるため、濃度は等比数列的に減少します。1回の大きな希釈では極端に少量あるいは大量の液が必要になるため、非常に低く正確な濃度に到達する標準的な方法として用いられます。

段階希釈の式はどのようになりますか。

希釈倍率Dで割る操作をk回繰り返すと、濃度はCₖ = C₀ ÷ Dᵏ になります。ここでC₀は原液濃度です。総希釈倍率はDᵏ です。例えば10倍希釈を5段階行うと総希釈倍率は10⁵ = 100000となり、1 Mの原液は0.00001 Mになります。

希釈倍率と総希釈倍率はどう違いますか。

1段階あたりの希釈倍率は、1回の段階での希釈の大きさです。1:10希釈なら10になります。総希釈倍率は全段階を通じた累積の希釈で、1段階あたりの倍率を段階数だけ累乗した値です。10倍希釈を3段階行うと、1段階あたりの倍率は10でも総希釈倍率は10³ = 1000（全体で1:1000の希釈）になります。

10倍段階希釈はどのように準備しますか。

試験管を並べ、最初の管以外に希釈液を900 µLずつ入れます。原液100 µLを最初の希釈液の管に移してよく混ぜ、その混合液100 µLを次の管に移す操作を繰り返します。1を9の希釈液に移すたびに1:10（10倍）希釈となり、k番目の管の濃度はC₀ ÷ 10ᵏ になります。