최종 업데이트: 2026-07-01

단계 희석이 하는 일

단계 희석은 한 번에 크게 희석하는 대신 같은 배수의 희석을 연쇄적으로 반복하여 농도를 낮추는 방법입니다. 각 단계에서 이전 용액의 일부를 취해 같은 배수로 희석하므로, 한 단계의 희석액이 다음 단계의 원액이 됩니다. 같은 배수가 반복 적용되어 농도가 기하급수적으로 떨어지므로, 한 번의 희석으로는 안정적으로 다루기 어려운 매우 낮고 정확히 알려진 농도에 도달할 수 있습니다.

단계 희석 공식

원액 농도를 $C_0$, 각 단계의 희석 배수를 $D$, 단계 수를 $k$라 합시다. 각 단계에서 농도를 $D$로 나누므로 $k$단계 후는 다음과 같습니다.

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

총 희석 배수, 즉 첫 튜브에서 마지막 튜브까지의 전체 희석은 단계당 배수를 단계 수만큼 거듭제곱한 값입니다.

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

기호	물리량	단위
C₀	원액 농도	mol/L (M)
D	단계당 희석 배수	—
k	단계 수	—
Cₖ	최종 농도	mol/L (M)
D_tot	총 희석 배수	—

예제 풀이

1 M 원액에서 10배(1:10) 희석을 5단계 수행합니다. 총 희석 배수는 다음과 같습니다.

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

따라서 최종 농도는 다음과 같습니다.

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

각 단계의 농도는 깔끔한 10의 거듭제곱 패턴을 따릅니다.

단계 (k)	총 희석 (Dᵏ)	농도
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

분주 준비

10배 계열에서는 100 µL를 900 µL 희석액에 옮기는 방법이 흔히 쓰이며, 각 단계에서 1을 9에 섞어 총 10이 됩니다.

• 첫 번째를 제외한 각 튜브에 희석액 900 µL를 넣습니다.
• 원액 100 µL를 첫 번째 튜브에 옮기고 잘 섞습니다.
• 그 혼합액 100 µL를 다음 튜브로 옮기고 섞은 뒤 반복합니다.
• 단계마다 팁을 교체해 이월로 농도가 높아지지 않게 합니다.

각 옮기기 전에 충분히 섞으세요. 불완전한 혼합은 희석 계열에서 가장 흔한 오차의 원인입니다.

희석 배수와 총 희석 배수

단계당 희석 배수는 한 단계에서의 희석 크기로, 1:10 희석이면 10입니다. 총 희석 배수는 전체 연쇄의 누적 희석 $D^{k}$입니다. 10배 희석을 3단계 하면 단계당 배수는 10이지만 총 희석 배수는 $10^{3} = 1000$, 전체적으로 1:1000 희석입니다. 두 가지를 구분하면 단계 수를 곱하는($10 \times 3 = 30$) 대신 단계 수만큼 거듭제곱해야 한다는($10^{3} = 1000$) 흔한 실수를 피할 수 있습니다.

흔한 용도

• 분광광도법, ELISA, qPCR의 검량선처럼 균등한 간격의 농도가 필요한 경우.
• 미생물학의 평판 계수에서 콜로니를 셀 수 있을 때까지 시료를 희석하는 경우.
• 분석화학에서 미량 수준의 기준 표준액 제조.

자주 묻는 질문 (FAQ)

단계 희석이란 무엇인가요?

단계 희석은 한 단계에서 희석한 용액을 다음 단계의 원액으로 사용하는 단계적 희석입니다. 각 단계마다 같은 배수로 농도가 줄어들어 농도가 기하급수적으로 감소합니다. 한 번의 큰 희석으로는 극단적으로 적거나 많은 부피가 필요하기 때문에, 매우 낮고 정확히 알려진 농도에 도달하는 표준적인 방법으로 사용됩니다.

단계 희석 공식은 무엇인가요?

배수 D로 나누는 과정을 k번 반복하면 농도는 Cₖ = C₀ ÷ Dᵏ가 됩니다. 여기서 C₀는 원액 농도입니다. 총 희석 배수는 Dᵏ입니다. 예를 들어 10배 희석을 5단계 하면 총 희석 배수는 10⁵ = 100000이 되어 1 M 원액은 0.00001 M로 끝납니다.

희석 배수와 총 희석 배수는 어떻게 다른가요?

단계당 희석 배수는 한 단계에서의 희석 크기로, 1:10 희석이면 10입니다. 총 희석 배수는 모든 단계에 걸친 누적 희석으로, 단계당 배수를 단계 수만큼 거듭제곱한 값과 같습니다. 10배 희석을 3단계 하면 단계당 배수는 10이지만 총 희석 배수는 10³ = 1000(전체적으로 1:1000 희석)이 됩니다.

10배 단계 희석은 어떻게 준비하나요?

튜브를 여러 개 준비하고, 첫 번째를 제외한 각 튜브에 희석액 900 µL를 넣습니다. 원액 100 µL를 첫 번째 희석액 튜브에 옮겨 잘 섞은 뒤, 그 혼합액 100 µL를 다음 튜브로 옮기는 과정을 반복합니다. 1을 9의 희석액에 옮길 때마다 1:10(10배) 희석이 되므로 k번째 튜브의 농도는 C₀ ÷ 10ᵏ가 됩니다.