新手調香師 · 10
為什麼配方不能用滴數:秤量、百分比,以及重現得出來的 1% 溶液
· 9 分鐘
192 個藥用滴瓶、32 種設計,一滴的體積從 0.024 mL 到 0.221 mL。同樣 5 mL 的瓶子,有的滴出 111 滴、有的滴出 209 滴。而在我們資料庫的 3,863 支液體原料裡,比重從 0.706 到 1.560 —— 同樣的體積,重量差兩倍。這篇說明為什麼要用重量百分比、天平要幾位數、以及微量原料該怎麼處理。
網路上的配方長這樣:
佛手柑 5 滴、薰衣草 3 滴、廣藿香 1 滴
這個配方沒有辦法重製。別人做不出來,你自己下個月照著做,出來的也是另一瓶東西。
一滴不是一個單位
2017 年 Moore、Beck 與 Kryscio 在《BMC Ophthalmology》做了一份很徹底的測量。他們測了 192 個瓶子、涵蓋 32 種不同的瓶身設計與製造商的青光眼眼藥水,用自動計滴器計數,並用精度 0.0001 g 的分析天平秤重回推每滴的體積。
結果:
各配方估計的滴體積差異顯著,範圍從 0.024 mL 到 0.221 mL。
從 24 微升到 221 微升,九倍。
還有一個更直觀的數字。同樣標示 5 mL 的瓶子,有的滴出 111 滴,有的滴出 209 滴。同樣的容量,差了將近一倍。
而且這些是藥用滴瓶,為了定量給藥而設計、受法規管理、由專業廠商製造的容器。你手上那支從實驗器材行買來的玻璃滴管,不會比它們好。
就算把條件全部控制住,還是有 3.3%
那如果我很小心呢?固定同一支滴管、固定姿勢、慢慢滴?
2005 年 Sklubalová 與 Zatloukal 在《Pharmazie》系統性地測了影響因素。他們比較橡膠與塑膠滴頭,發現滴頭設計、傾角、滴出速率都顯著影響滴體積,塑膠滴頭的一致性較好。
而在條件被明確定義的最佳情況下:
滴體積的變異可以用 3.3% 的變異係數表示。
3.3% 是你能拿到的天花板。而且只要把滴管從垂直傾斜到 45 度,就會產生氣泡,滴體積跟著下降、變異度上升。
就算每一件事都做對,一滴仍帶著 3.3% 的不確定度。換一支滴管、換一支原料、或今天拿的角度不太一樣,誤差就回到十位數百分比。
而且體積相同,不代表重量相同
上面談的都還只是同一種液體滴出來的體積會變。真正的問題在於:不同的原料,同樣體積的重量根本不一樣。 記錄這件事的欄位就是比重,而它就在資料表上,旁邊還有四個同樣值得學會怎麼讀的數字。
我們把資料庫裡有供貨、有比重值、外觀不是固體的原料取出來,共 3,863 支液體:
| 比重 | |
|---|---|
| 最小 | 0.706 |
| 第 5 百分位 | 0.823 |
| 中位數 | 0.941 |
| 第 95 百分位 | 1.134 |
| 最大 | 1.560 |
中間 90% 的原料之間差 1.38 倍,全距 2.21 倍。
你滴一滴 0.82 的醛類、和一滴 1.18 的酯類,就算兩滴體積完全相同(前面已經說明它們不會相同),重量也差了 44%。
配方是靠比例運作的。第三篇談氣味閾值時說過,0.1% 的東西可以蓋過 30% 的東西。在一個一滴就可能是全配方 1% 的系統裡,40% 的秤量誤差不是小數點後的問題。
這裡有一個資料清理步驟要交代。 原始的 4,011 筆比重值裡有 31 筆(0.8%)明顯是來源的數字轉錄錯誤 —— 例如
0.88600 to 8.90000(應為 0.890)、0.99200 to 0.09970(應為 0.997),小數點位移。若不排除,最大值會變成 9.0,全距變成假的 7.8 倍。上表已限定在 0.70–1.60 的合理範圍內計算。另外比重的量測溫度不一致(多數 25 °C,872 筆為 20 °C)。有機液體的密度約每度變化 0.1%,相對於上面 38% 與 121% 的差距可以忽略,但仍應記上一筆。
順帶一提:連比重本身也是一個範圍
這 3,863 筆的原始格式全部都是範圍,例如 0.85100 to 0.87000 @ 15.00 °C.。沒有任何一筆是單一數值。
規格帶的寬度中位數是 0.0080,約佔數值的 0.85%;第 90 百分位是 0.0400。
上一篇講批次差異時的結論在這裡又出現一次:供應商給你的是一個帶。連密度這種基本物理量都是。
所以:用重量,用百分比
結論很簡單,但要做對有幾個細節。
配方寫成重量百分比(% w/w),加總 100。體積百分比、滴數、「幾份」都不要用。
佛手柑精油 35.0 %
薰衣草精油 20.0 %
沉香醇 15.0 %
二氫月桂烯醇 12.0 %
廣藿香精油 8.0 %
Iso E Super 9.0 %
香豆素 10%溶液 1.0 %
------
100.0 %
這樣寫的好處是與批量無關:要做 5 g 還是 500 g,比例不變,任何人拿到都能重製。
另外,記錄實際秤到的重量。你想秤 3.500 g,實際秤到 3.512 g,就寫 3.512,然後用實際值回算真正的百分比。這是整套做法裡最容易被跳過、也最重要的一步:配方紀錄要記錄你做了什麼,不是你打算做什麼。
天平要幾位數
不要看廣告的數字,從你的需求推。
先分清楚兩件事:可讀性(最小顯示位數)不等於準確度。一台天平的重複性通常是最後一位的 ±1 到 ±2。所以一台 0.001 g(三位小數)的天平,單次讀數大約帶 ±0.002 g 的不確定度。
由此可以直接算出最小可秤量:如果你希望誤差在 1% 以內,那麼
最小秤量 = 0.002 g ÷ 1% = 0.2 g
低於 0.2 g 就不要直接秤,改用稀釋。
實務上的建議:
| 天平 | 可靠的最小秤量(1% 誤差內) | 適合 |
|---|---|---|
| 0.01 g(兩位) | 約 2 g | 不夠用。 做 10 g 的配方時,1% 的成分是 0.1 g,這台秤不出來 |
| 0.001 g(三位) | 約 0.2 g | 起步的正確選擇。 配合稀釋液可以涵蓋絕大多數需求 |
| 0.0001 g(四位) | 約 0.02 g | 需要時再買。Moore 那份研究用的就是這個等級 |
一台三位小數的天平加上正確的稀釋習慣,勝過四位小數的天平配上直接秤微量,而且便宜得多、不容易出錯。
1% 溶液怎麼配才每次一樣
關鍵只有一句:原料和溶劑都用秤的,不要量體積。
配 10% 的沉香醇溶液(用 DPG 或 95% 乙醇當溶劑):
- 空瓶放上天平,歸零。
- 秤入沉香醇,記下實際值,例如 1.024 g。
- 秤入溶劑到總重 10.240 g(也就是原料重量的 10 倍),記下實際值。
- 標籤寫:
沉香醇 10.0% w/w in DPG|1.024 g + 9.216 g|2026-10-10|批號 ABC
第 4 步的每一項都有用途。濃度拿來算配方;實際重量讓你出錯時有得查。日期告訴你什麼時候該重配,批號則連回上一篇講的批次差異。
為什麼堅持 w/w、不用 v/v?因為你的配方是用重量寫的。如果溶液是體積比、配方是重量比,中間就得做一次密度換算,而那正是前面那 2.21 倍會咬人的地方。全程統一用重量,就沒有換算這回事。
微量原料怎麼處理
有些東西的用量是 0.01% 甚至更低(第三篇談閾值時的那些)。10 g 的配方裡,0.01% 是 1 毫克。三位小數的天平上顯示「0.001 g」,也就是最後一位跳動的那一格。不可能準。
做法是連續稀釋,讓天平永遠在它擅長的區間工作:
純品 → 10% 溶液 → 1% 溶液 → 0.1% 溶液
要在 10 g 配方裡放 0.01%(1 mg)純品,改成加入 1.0 g 的 0.1% 溶液(含 1 mg 純品)。1.0 g 對三位小數的天平來說是輕鬆的區間,誤差 0.2%。
三個提醒:
一、溶劑會佔掉配方空間。上面那 1.0 g 溶液裡有 0.999 g 是 DPG,做 10 g 配方時它就佔了 10%,必須算進總量。這是新手最常見的錯誤,我自己也犯過:稀釋液一支一支加進去,回頭一算,配方裡有三成是溶劑。
二、稀釋液會老化,標上日期。乙醇的比 DPG 的短命,含醛類的又更短。
三、稀釋是為了精度,省錢只是順帶。這一段真正想講的就是這句:稀釋液是你的量測儀器。
滴數是廚房的單位,百分比是配方的單位。 換過來的那一天,你的配方才第一次變成可以重製、可以修改、可以放大的東西。在那之前,你只是在做一次性的實驗。
參考文獻
D. B. Moore, J. Beck & R. J. Kryscio, An objective assessment of the variability in number of drops per bottle of glaucoma medication, BMC Ophthalmology, 17, 78 (2017). PMID 28532424
Z. Sklubalová & Z. Zatloukal, Systematic study of factors affecting eye drop size and dosing variability, Pharmazie, 60(12), 917–921 (2005). PMID 16398268
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