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分子量（m ）は、特定の分子の質量であり、多くの場合、ダルトン（Da）単位で表されます。 [ 1 ]同じ化合物の異なる分子は、元素の異なる同位体を含むため、分子量が異なる場合があります。派生量である相対分子量は、分子の質量と原子質量定数（1ダルトンに等しい）の無次元比です。 [ 2 ]
分子量と相対分子量は、モル質量とは異なりますが、関連性があります。モル質量は、ある物質の質量をその物質の量で割った値として定義され、グラム/モル（g/mol）で表されます。つまり、モル質量は多くの粒子または分子の平均値（同位体の存在比で重み付け）であり、分子量は特定の粒子または分子の質量です。物質の巨視的（計量可能な）量を扱う場合、通常はモル質量の方が適切な量となります。
分子量の定義は、最も権威ある定義では無次元量である相対分子量と同義ですが、実際にはこの用語の使い方は非常に多様です。分子量がDa単位で示される場合、それはモル質量に似た（存在量による）加重平均であることが多いですが、単位が異なります。分子生物学や生化学では、高分子の質量は分子量と呼ばれ、キログラム単位で表されます。ダルトン（kDa）で表されるが、その数値は概算値であり、平均値を表すことが多い。
単位や量の正確さが求められない非公式な文脈では、「分子量」、「分子量」、「モル質量」という用語は互換的に使用されることがあります。分子量は、単一または特定の明確に定義された分子の質量を指す場合によく使用され、サンプルの加重平均を指す場合には分子量よりも使用頻度が低くなります。2019年のSI単位系改訂以前は、ダルトン（Da）で表される量は、定義上、g/mol単位で表されたモル質量と数値的に等しく、したがって厳密に数値的に互換性がありました。2019年の改訂以降、この関係は近似的なものに過ぎませんが、実際的な目的においては依然として等価であるとみなすことができます。
質量分析法によって測定される、小型から中型の分子の分子量は、分子中の元素組成を決定するために利用できる。タンパク質などの高分子の分子量も質量分析法によって決定できるが、結晶構造解析データや質量分析データが入手できない場合は、粘度や光散乱に基づく方法も分子量の決定に用いられる。
分子量は分子中に存在する各核種の原子量から計算され、モル質量と相対分子量（分子量）は各元素の標準原子量[ 3 ]から計算されます。標準原子量は、特定の試料中の元素の同位体分布（通常は「正常」と仮定される）を考慮に入れています。例えば、水のモル質量は18.0153(3) g/molですが、個々の水分子の分子量は18.010 564 6863(15) Da（1H）の範囲です。 2 16O) および 22.027 7364(9) Da (2H )2 18O).
原子質量と分子量は通常ダルトンで表され、これは同位体12C（炭素12）の質量に基づいて定義されます。ただし、統一原子質量単位（u）という名称は依然として一般的に使用されています。定義された相対原子質量と相対分子量は無次元です。モル質量をg / molで表すと、相対原子質量と相対分子量とほぼ同じ数値になります。たとえば、分子式がCH4であるメタンのモル質量と分子量は、それぞれ次のように計算されます。
分子量の不確実性は、測定のばらつき（誤差）を反映したものであり、地球上の同位体存在量の自然なばらつきを反映したものではありません。高分解能質量分析では、質量同位体異性体12 C 1 H 4と13 C 1 H 4は、それぞれ約 16.031 Da と 17.035 Da の分子量を持つ別々の分子として観測されます。質量分析ピークの強度は、分子種中の同位体存在量に比例します。12 C 2 H 1 H 3も分子量 17 Da で観測できます。
質量分析法では、小分子の分子量は通常、単一同位体質量として報告されます。これは、各元素の最も一般的な同位体のみを含む分子の質量です。この質量は、同位体の選択が定義されており、したがって（おそらく多数存在する）可能性の中から特定の単一の分子量であるという点で、通常の分子量とは微妙に異なります。単一同位体分子量を計算するために使用される質量は、同位体質量表に記載されており、一般的な周期表には記載されていません。平均分子量は、原子数の多い分子が各元素の最も豊富な同位体のみで構成されているとは考えにくいことから、より大きな分子によく使用されます。理論的な平均分子量は、一般的な周期表に記載されている標準原子量を使用して計算できます。ただし、非常に小さなサンプルの平均分子量は、単一のサンプルの平均と地理的に分布した多数のサンプルの平均が同じではないため、この値とは大きく異なる可能性があります。
質量光度測定法 (MP) は、タンパク質、脂質、糖、核酸の分子量を単一分子レベルで取得する、迅速で溶液中、ラベルフリーの方法である。この技術は、干渉散乱光顕微鏡法に基づいている。[ 4 ]タンパク質溶液とガラススライドの界面での単一の結合イベントによる散乱光のコントラストが検出され、分子の質量に線形的に比例する。この技術は、サンプルの均一性を測定するため、[ 5 ]タンパク質のオリゴマー化状態を検出するため、複雑な高分子集合体 (リボソーム、GroEL、AAV ) やタンパク質間相互作用などのタンパク質相互作用を識別するためにも使用できる。[ 6 ]質量光度測定法は、広範囲の分子量 (40 kDa ～ 5 MDa) にわたって分子量を正確に測定できる。
第一近似として、マーク・ハウウィンクの関係式[ 7 ]に従って分子量を決定する基礎は、高分子の溶液(または懸濁液)の固有粘度が、特定の溶媒中の分散粒子の体積比率に依存するという事実です。具体的には、分子量に関連する流体力学的サイズは、特定の分子の形状を表す変換係数に依存します。これにより、DLS、SEC (溶離液が有機溶媒の場合はGPCとも呼ばれる)、粘度測定、拡散順序核磁気共鳴分光法(DOSY) など、流体力学的効果に敏感なさまざまな手法から見かけの分子量を記述することができます。[ 8 ]見かけの流体力学的サイズは、一連の高分子固有の標準を使用して分子量を近似するために使用できます。[ 9 ]これには校正が必要なため、「相対的」分子量決定法として説明されることがよくあります。
光散乱から直接絶対分子量を測定することも可能であり、従来はZimm法が用いられてきた。これは、古典的な静的光散乱法、あるいは多角度光散乱検出器を用いることで実現できる。この方法で測定される分子量は校正を必要としないため、「絶対値」と呼ばれる。必要な外部測定は屈折率増分のみであり、これは濃度による屈折率の変化を表す。