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優初蝉華、鱗韓1骨）
親水性コロイドの特性につい．て
東京女子医大 中央検査室臨床化学部，生化学教室，綜合研究室宮川 啓・松村義寛・佐藤弘一
ミヤ カワ ケイ マツ ムラ ヨシ ヒロ サ トウ コウ イチ （受付昭和32年12月11日） 親水性コロイドはコnイド粒子と水分子の間に 強い親和性があるもので，電解質に対して非常に 安定であることが特色となっているが，蛋白質， 多糖類はこれに属する。生化学ならびに臨床化学 においてしばしば研究の対象となる蛋白質，粘液 質，唾液，関節液，浸出液等，あるいは輸液材料 等はいつれも親水性コロイド溶液として代表的な ものと見徹されている。これらのものの生体内に おける行動は重要な意義を有している。 吾々はまつ親永性のコnイドの代表的なものを 取上げ，その特質について調べ生体内の複雑な組 成の親水性コmイド研究の足がかりを得ようと思 った。 （1） リグニンスルボン酸 スルホン酸基を有する親水性コロイドとしてサ ルファイトパルプ丁丁中のワグニンスルホン酸を えらんだ。リグニンスルホン酸はアルコールによ る沈澱と透析を繰返して精製した。これに対する 逆性石鹸の作用をしらべたユ）がその結果を表1に 示す。 この沈澱反応の特色は抗原抗体反応の如く逆性 石鹸とリグニンスルホン酸の相対濃度がある一定 の所でのみ完全に沈澱し，逆性石鹸がそれより濃 くても薄くても沈澱を生じないことである。中性 酸性域に於ける相対濃度関係は一定であるが，ア ルカリ側では逆性石鹸は中性，酸性よりも多量な ければ完全に沈澱しない。これらの沈澱は加熱に よって消：失しない。更にpH 6．2に於て種々なる 塩類による沈澱生成に及ぼす影響をしらべた（表 2 ）o 表1逆性石鹸によるりグニンスルホン酸の沈澱 逆性石鹸：Dimethyllaurylbenzyloxy− ethylammonlum chloride リグニンスフレホン酸 0．409／L 一，＋，粁，惜は濁り度を肉眼的に判定した度合を示 す。逆性石鹸
m molA o O． 272 0． 544 0． 816 1． 088 1． 366 2． 72e 5． 440 10． 880 P正工 6．4 i 2．o 1 7．s i g．4 十 一H一 口 沈 羽十 一H一 一IH 十 十ト ーH一 什 沈 絹・ q日一 粁 粁 一］一］一1一 焼 目 升 目・i− H−！一 一日一 1升 沈 惜 表2沈澱些成に及ぼす塩類の影響1塩類i−
1濃度
1麗一
石鹸 ：mmol∠；．i
FKCI 1 CaCl，1 AICI， ）Th（NO，）4
5×10 1 10−1 2，3×10−2 1・ ［9・272 10．544 10・816 1ユ・ρ88 ｛1．366 1 険72・ 十 什 升 完 柑
H
十 ＋撃 沈 完 八 難 H一 斗十 沈 完 冊 1十 沈 沈 完 冊 十、 十 三 完 軒 K，SO．i 10−i 十 十 卦卜 完 完 完：完全沈澱，沈：大部分沈澱，什，粁，＋は 濁り度，一は透明 陽イオンは完全沈澱域より小さい濃度の所で沈澱Kei MIYAKAWA （Central Clinical Laboratory），Yoshihiro MATSVMURA （Department of Bioch−
emistry） ＆ Koichi SATO （Central Medical Research Laboratory， Tokyo Women’s Medical College） ：
C．haracteristic Behaviors of Hydrophilic Co］loids．
i6 量を増加させ，陰イオンは完全沈澱域より高い濃 度の所で増加させる。Schulze−Hardyの法則に 従うことが認められた。これらの揚合，中性塩に よって沈澱は一層増加するが，沈澱が再び溶かさ れることは全然起らなかった。このリグニンスル ホン酸の性質を利用して，逆性石鹸によってパル プ廃液中のリグニンスルホン酸を除去して，その まま糖の比色定量を行うことが提案された1）。こ の型に属するものには寒天5）とべントナイ・トがあ る。．律の二者では逆性石鹸の作用によりゼリー化 の性質は失われる。、 （2）ベントナイト 蛋白質，多糖類の親水性 コPイドによく似ていて，精製が比較的容易であ り均一なコロイドを得ることが出来るので1ベン トナイトを使用して，塩類，アミン類の影響をし らべた。ベントナイトは蛋白質とよく似ていて NaC11／3飽和，（NH：の2SO｛％飽和において初 めて塩析を起す。次に乾燥量0．07269／dlのベン トナイト水溶液を使用し，これの5mjを種々なる 濃度の試薬．5 mlを加えて，その際沈澱の生ずる 試薬の最小濃度を求めた（表3）。 表3沈澱生成に要する塩類の最小濃度 表5沈澱生成に対する逆性石鹸の濃度 逆性石鹸濃度 11ユ。㌍ O． 2 0． Ol O． 005 0． OOI O． OOO5 0． OOOI ． O． OOOO5
洗澱の 度合
塩 類 軒 一f ± 最 ’小 濃 度 CaCIL， zncl．． BaC12 AICI， NdC13 Th（NO34） O． Ol O． Ol O． Ol O． OOOs O． OOOs O． OOOO5 molfl つぎにアミン同族列による表面活性度の沈澱に及 ぼす効果をしらべた。実験条件は上と同じであって・輝生津料する三鷹嘩表4に示す・
表4洗澱生成に要するアミy．最小濃度 ア ソ 最 小 濃 度エチルアミ．ソ
n一プPピルアミン
n一ア ミ ルア ミ ン O． 5 O．1 O． 05 mo工／1 これはアルキル鎖が延びて表面活性になればなる 程，小濃度で沈澱を起させるようになる。つぎ に逆性石鹸（Dimethylbenzyloxyethylammoni・ um chloride）について同様な条件にてしらべた 結果を表5に示す，2， これはベントナイトの表面の置換性の金属イオン Na， K， Ca等と逆性石鹸イオンとが置換：しそのた めに親水性が減じて疎水性となり，その上電荷が 変化し凝議を起したものと見ることが出来る。 （3） 一COOH基を有ナるもの5）この代表的 なものとして，アルギン酸を4）5）使用した。中性， アルカリ性，弱酸性に於て逆性石鹸により明らか に沈澱を生ずる。この場合逆性石鹸としてセチル トリメチルアンモニウムブPtマイドを使用した。 一定のアルギン酸量に対してほぼ一定の石鹸の濃 度の対応する所で沈澱が完全におこる。アルギン 酸の単位骨諮であるウロン酸一分子に対し逆性石 鹸一分子の割で結合する。これと類似の現象とし てアラビアゴムおよび等電点以上のpHの所にあ る蛋白質1）は同じ性質を有し，生成した沈澱は中 性塩の添加により消えるが，加熱により沈澱は消 失しない。この事は多量の中性塩による拮抗的置 換が老えられる。換言するとスルホン酸基を有す るものは逆性石鹸と強く結合しているが一COOH 基を有するものは弱く結合する。同様のことはイ オン交換樹脂についても見られることである。．加 熱により沈澱が消えないということは物理的の吸 着でなく，化学的反応によって結合していること を示すものである。 （4） 一〇H基を有ナるもの デキストラン，グリコゲン5），可溶性澱彩｝5），ポ リビニルアルコール等がこれに属するがデキスト ラン，グリコゲン，可溶性澱粉は旧く同じ性質を有 し，ポリビニルアルコールは少しく性質を異にし ている。いずれの場合もアルカリ性において，初 めて逆性石鹸と反応する。デキストランの錫合沈 澱が生ずるのでなくて，コアセルベートが生ずる （表6）。なおデキストラン，グリコゲン，可溶性澱 粉，アルギン酸，塞天，アラビアゴムは今まで適当 な定量法がなかったが，我々はアンスロン試薬に 一 92 一一よる比色定量を行つ℃，精密な沈澱条件を知るこ とが出来た6ヤ。 表6デキス｝ランに対する逆1陸石鹸の作用 デキス｝ラン（3． 55 mg） 逆性石鹸（セチル｝リメチノレァンモニウム ブm ・e・・rド）
NaOH濃 度
1 O． 04N 11 O． 093N li O． 2N
O． 4N
購蟄翌一…中のデ…ラ潰酬
ill’g f 20 30 40 50 60 70 80 90 100 9． 1 29． 1 36． 7 37． 4 35． 6 23． 6 13． 5 5．0 4．6 4． 0 64． 9 72． 9 76． 4 82． 0 83． 4 86． 1 88． 3 89． 4 88． 8 88． 2 29． 1 43． 5 57． 4 63． 6 62． 6 18． 9 30． 8 32． 4 26．’U 7．7 アルカリの強い所でも，うすすぎる所でも逆性石 鹸によるコアセルベートは起りにくく，その中間 に鞭て起ると共に逆性石鹸の濃度によって前述と 同様に多過ぎても，少な過ぎても，コアセルベー トは起らない。このコアセルベートは中性塩例え ばKCIの添加によって消：失する。加熱するだけで も，コアセルベートは消失する。可溶性澱粉，グ リコゲンではコアセルベーションは起らず，沈澱 を生ずるが，これらは中性塩で消失し，掴熱でも 消失する。従って，この場合の逆性石鹸との反応 はきわめて弱い結合力しかなく，その性質は吸着 に近いものである。ポリビニルアルコ・t一一ルは非常 に濃いNaOH（1 N）で逆性石鹸により混濁を生 じ，2，5：N．で明腺な沈澱を生ずるが中性塩により その沈澱は消：失し，加熱では消：失しない。これは ポリビニルアルコールの一〇H基の強アルカリ性 溶液中での解離と解釈される。従ってポリビニル アルコf・一一一ルは，行動的にはむしろ一COOH基をも つグル”）一．に属させる方がよいと思われ．る。 （5）ポリビニルビロリドン このものはpH の全域について，逆性石鹸により沈澱も混濁も生 じない。この事は三塩化酢酸により沈澱すること より当然予想されることである。ポリビニルピロ リドンはコンゴ赤，メチレン青，種々なる毒素， ビタミン等と結合することが知．られているが，こ の事実と合せ老えて，ポリビニルピロリドンが逆 性石鹸によって沈澱を生じないことは興味深いこ とであってこのもの．の血清，組織洗瀞作用（R． Schubert5））と関係がある様に思われる。ポリビ ニルピロリドンの他に，正の電荷をもつた親水性 コロイド例えばキトーザン，ボリビニルピリジニ ウムブロマイド等は同様に逆性石鹸によって酸 性，中性，アルカリ性で沈澱が見られないと推定 される。 親水性コロイドについて以上の知見7）を得たの で速報として此処に報告する。術詳細な膠質化学 的考察はドイツ膠質学雑誌 （Kolloid−Z） に発表 する予定である。 文 献 1）佐藤弘一，松村義寛，宮川啓：目塞化学会第十年 会講演会，1957年4月Svensk PapPerstidning （印捌中） 2）佐藤弘一＝日本化学会膠質学討論会，1946年10月 3）佐藤弘網；科学，15，403（1943）4） Scott， J．E．： Chemistry and lndustry， 168，
（1954）
Jones， A．S．：： Biochim． Biophys． Acta， 10，
607， （1953）
5）例えば Schubert， R． et al．；Klih． Med．149．1
（1952） 6）宮川啓，松村義寛，佐藤弘一：東京女医学会第23 回総会，1957年10月，東京女医誌，27付 1． 7）佐藤弘一，松村義寛，宮川啓：日本化学会膠質化 ’学討論会，1957年10月 L一．T@9t？t 一一
