在化学、生物化学和分子生物学领域，"道尔顿"（Dalton，符号：Da）是一个至关重要的单位，用于衡量原子或分子的质量，尽管它并非国际单位制（SI）的正式成员，但在科学研究和实际应用中，道尔顿的地位无可替代，本文将深入探讨道尔顿的定义、历史背景、应用场景及其与SI单位的关系。

道尔顿的定义

道尔顿是原子质量单位（atomic mass unit，amu）的另一种名称，1道尔顿定义为碳-12同位素（¹²C）原子质量的1/12，具体数值约为1.66053906660 × 10⁻²⁷千克，这一标准源于国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的协议，旨在统一分子和原子质量的测量方式。

历史渊源

道尔顿的名称源自英国化学家约翰·道尔顿（John Dalton），他在19世纪初提出了原子理论，并首次尝试用相对质量描述不同元素的原子，尽管当时的测量方法较为粗糙，但他的工作为现代原子质量单位奠定了基础，1961年，IUPAC正式将¹²C的1/12作为原子质量单位的基准，并逐渐接受"道尔顿"作为非正式名称。

道尔顿 vs. 原子质量单位（amu）

虽然"道尔顿"和"amu"常被混用，但二者在严格意义上略有差异：

• amu：早期以氧-16（¹⁶O）的1/16为标准，后改为碳-12基准。
• Da：明确以碳-12为基准，更符合现代科学规范。
  学术界普遍倾向于使用"道尔顿"，尤其在生物化学领域（如蛋白质分子量标注）。

实际应用

道尔顿在以下场景中不可或缺：

• 蛋白质研究：蛋白质的分子量通常以千道尔顿（kDa）表示，血红蛋白约为64.5 kDa。
• 药物开发：小分子药物的质量常用道尔顿计量（如阿司匹林为180 Da）。
• 质谱分析：质谱仪通过测量离子的质荷比（m/z），依赖道尔顿标定分子或碎片的质量。

与SI单位的关系

尽管道尔顿不是SI单位,但它与千克的换算关系明确，SI单位制的质量基准是千克原器（现改为普朗克常数定义），而道尔顿通过碳-12的绝对质量与之关联，这种"桥梁"作用使得微观粒子的质量能够与宏观尺度接轨。

常见误解

• 道尔顿=克/摩尔？ 错误，虽然1克/摩尔（g/mol）的数值与1 Da相同，但前者是摩尔质量的单位，后者是单个粒子质量。
• 仅用于生物分子？ 不限于此，道尔顿也用于无机化合物（如水的分子量为18 Da）。

未来展望

随着纳米技术和单分子研究的进步,道尔顿的精确性需求日益提升，冷冻电镜技术需要亚道尔顿级的分辨率来解析蛋白质结构，国际计量组织也在探讨是否将道尔顿纳入SI辅助单位，以承认其实际重要性。

道尔顿虽小，却是连接微观与宏观世界的关键标尺，从DNA测序到新材料设计，它的身影无处不在，理解这一单位，不仅能深化对物质本质的认识，还能更高效地驾驭现代科技的浪潮。