Determination of Metals in Life Tissue by Atomic Absorption Method-I

原 子 吸光 法 に よ る組 織 中 の金 属 の定 量(第 一 報) カル シ ウ ムお よび ス トロンチ ウ ムの定 量

野 崎 征 宜 ・八 木 博 ・田端 義 明 ・宮 原 昭 二 郎

Determination of Metals in Life Tissue by Atomic Absorption Method-I

Method of Determination of Calcium and Strontium

Yukinori NOZAKI, Hiroshi YAGI , Yoshiaki TABATA and Shojiro MIYAHARA

In relation to the determination of calcium and strontium in life tissue by atomic absorption method, studies were made on the interference of ions coexisting in sample solution and on the elimination of such an interfernce

Ions of sea water were used as coexisting ions in place of solution of ashes in life tissue

The interference was obviated by adding a large amount of lanthanum chloride into sample solution

水 中 生 物 は環 境 水 か ら或 る種 の 金 属 元 素 を濃 縮 し,体 内 に 蓄 積 した り,ま た は 他 の もの を分 散 させ るな ど とい う機 能 を も って い る こ とか 知 られ て い る 実 際 に は 金 属 元 素 や 生 物 の 種 類,そ の 他 種 々の 条 件 に よ り,蓄 積 され る場 所 や 量,生 物 体 内 て の存 在 状 態 な どか 異 な りき わ め て 復 雑 て あ るが,こ れ らは 化 学 的 ・生 物 学 的 に 重 要 視 され て い る こ とて あ る.

また 一 般 に 金 属 元 素 は 生 物 体 内 に お け る他 の生 体 物 質 に 比 べ る と,そ の存 在 量 は ご く僅 か で あ るが,そ れ に もか か わ らす 生 物 体 に 微 妙 な 影 響 を 及 ほ す こ とか 各 分 野 て 明 らか に され て い る.

海

洋 生 物 体 へ の 金 属 元 素 の蓄 積 に 関 す る従 来 の研 究 の うち,カ ル シ ウ ム(以 下Caと 略 記) に 関 す る もの は きわ め て 多 く,ま た ス トロ ソチ ウ ム(以 下Srと 略 記)に 関す る もの も核 分 裂 生 成 物 質 の海 洋 生 物 中 へ の移 行 の研 究1)な どをは じめ と して か な り多 い2‑8)か,我 々 は生 体 中 のCaやSrの 定 量 を 原 子 吸 光 法 に よ って 行 な う とき,そ の定 量 法 に つ い て二 三 の知 見 を 得 た の て こ こに 報 告 す る.

原子 吸光 分 析 法 はWalsh9)に よ っ て確 立 され て 以 来,迅 速 性,正 確 性,簡 易性 な どが 他 の方 法 に比 べ て優 れ て い るた め各 方 面 て有 用 な分 析 法10‑12)と して採 り入 れ られ て き て

66 

いる．しかし，炎光分析法と同様に試料中に共存する他のイオンのため，その化学反応に 起因する化学干渉がおこり，定量法に吸光度に対し正または負の影響を与える．生体組織 中の金属の定量を行なうとき，組織は酸で分解抽出することが多く，また種々のイオンを 含んでいるので，吸光度が減少されることが多い．本法ではCaおよびSrの定量の際に 共存するイオンの影響とその干渉抑制について，従来の研究13−14♪とやや異なる結果を得 たのでここに報告する．

実

験 ・ 結 ^果

1．装置および測定条件

装 置：Jarrell−Ash AA−70TH型原子吸光・炎光共用分光分析装置 光路：三回屈折方式

光  源：Westinghouse社製Hollow cathode discharge tube 使用電流：共に5mA

測定波長：Ca 4227A， Sr 4607A 水素圧：0．5Kg／cm2

空気圧11．OKg／cm2 バーナー：HetCOバーナー 2．試   薬

 標準溶液は特級塩化カルシウムおよび塩化ストロンチウム（6水塩）からつくりキレー ト滴定法によって濃度を確認した．

 干渉物質としては特級リ＝ウ酸，塩酸，硝酸，リソ酸および特級塩化ナトリウム，塩化 カリウム，リュウ酸マグネシウムを用いた．

 干渉抑制物質には特級塩化ランタン（7水塩）およびEDTA（2 Na）を用いた．これら の試薬はすべて再蒸留水によって溶液とした．

3．共存するイオンの干渉

 8×10−5mo1／ 2のCa溶液および1×IO−4mbl／ eのSr溶液に，0〜1×10−3mol／ 2 になるようリュウ酸，硝酸，塩酸，リン酸，Naイオン， Kイオン， Caイオン， Mgイオ ンを加えて，その吸光度を測定した結果の吸光度の減少の割合をFig．1およびFig．2 に示す．つぎに一定濃度のリュウ酸およびリン酸溶液に0〜1×10 4mo1〃のSrを加え て測定した結果をFig．3に示す．

4．干渉の抑制

 一定濃度の酸類およびSr溶液に0〜0．4mo1／ eの塩化ラソタソおよび0〜10mo1の EDTAを加えて測定した結果をFig．4とFig．5に示す．

5．標準添加法による海水中のSrの定量

 海水曇に0．4mol／pmcなるよう塩：化ランタンを加えてから， 0〜12×10 5mol／2になる

脚註 ＊長崎港外伊王島西方15・Kmの地点で昭和43年5月採取したもの．

o

一20

0 4

0

一

6

Q 8

一

刀Φ冨二くΦ Φ﹁﹁◎﹁ ︷︒＼o︶

A●

B ^●

救．

＼

x

梶

C x

D E

︑

、

O 20 40 60 gn 100 120

      conc． of negative ion 〈 × lo−5 movt）

 Fig． 1． lnterference of negative ions in the determination of Calcium．

       Standard solution contained Ca 3．20mg／1 （8×10 5 mol／1）

       A： Na， K， Mg

       C ： HNO3

o

0

一

2

0

一

4

0 6

 ﹇

8 0

一

・刀①す瓢くΦΦ﹁﹁o﹁︵遭︒︶

A・秘

×

一   κ

C

E︑ ︑鴨●・

D

0 20

100 ¹²⁰

       C。，，．。f neg・tive・i・n lX1び5m。1／の

Fig． 2． lnterference of negative ions in the determination of Strontium．

      Standard solution contained Sr 1×10−4 mol／1       A： Na， K， Ca， Mg

      B： HCI

      C ： HNO3

68 長崎大学水産学部研究報告 第27号（1969）

lI﹂1  0 6

i

∩︶        ︵Uノ↓       2

0で二8F巳Φコい⁝ぞ ︻逗︒︶

o

﹀

g

        ノ         ジ        ゴ

   ゑノ      メン       の，ノノ

      10       5

      −5        mot／t）

       Conc． of Sr ｛ X 10

Relation between Sr and fixed quantity of negative ions．

A：Standard Sr solution B：H：2SO41．0×10−4 mQ1／1 C： H2SO44．0×10−4 mo1／l D： H3PO45．O×10−5 mo1／1

D

o

Fig． 3．

o

0

一

2

0

一

4

6 0

一

0

一

8

刀Φ冨二くΦ①﹁﹁o﹁︵0δ︸

x一一〇一一x一一）o一一一一一一一一一一一一一一

o

メ

o

B

^x

c x

O O．1 O．2 O．3   O．4

       Conc， of added La （ mot／U

 Fig． 4． Elimination of interference by addition of Lanthanum in the          determination of Strontium．

         A： HNO34．0×10−2 mol／1・十Sr 7，00 mg／1

         B ： H3PO4 1．7×10 3 mol／1十Sr 7．00 mg／1

         C ： H2SO4 2．75×10−2 mol／1十Sr 7．00 mg／1

刀①一餌ゑくΦ

︵遭︒︶

o

一20

一40

顛60

一80

o Dド

^x xoe一一一一一一一一x eo4一一一一一一＝tP

c

e

B

    x A／ ^x ^

o 2 4．6 8 10

      Conc． of added ED丁A （mol／t）

 Fig． 5． Elimination of interference by addjtion of EDTA in the determination         of Calcium and Strontium．

         A ： H3PO4 7×10 3 mol／1十Ca 3．2 mg／1          B ： H2SO4 2．75×10＋2 mol／1十Ca 3．2 mg／1          C ： H3PO4 3．6×10H3 mol／1十Sr 7．00mg／1          D ： H2SO4 2．75 x IO 2 mol／1十Sr 7．00mg／1

﹁ 0 8

6 0

0 4

O℃出︒貼αΦコqり剛ξ︵ぐ︒︶

      20 ．・

       ！ノ       tt           

t イ

      D 2 4 6 8 10 12

       C。，、．。f。dd，dS，（×10鱒5m。1／口

Fig． 6． Determination of Strontium in the sea water by normalizatiQn method．

       Sample： sea water 50ml

      十 standard Sr solution （Sr 10−3 mol／1） O一一20 ml        十 La solution （LaC13 4mol／1） 10ml

      十 distil． water

      total volume 100 ml

70

よ うSrを 加 え て 吸 光 度 を 測 定 す れ はFig6か 得 られ る

考 察

原 子 吸光 法 に よ る金 属 の定 量 の際,共 存 イ オ ン の干 渉 は 無 視 て き な いか,Caの 定 量 の 場 合,リ ン酸 イ オ ンの 影 響 か 最 も大 きい14)と され て 居 り,Srの 場 合 て も同 様 て あ る(F19 2).ま た 塩 酸 また は アル カ リ金 属 お よひ他 の ア ル カ リ土 類 金 属 はCa,Sr量 の10倍(モ ル 比)量 く らい て は 影 響 か な い こ とか わ か った

つ きに リン酸 な との 陰 イ オ ンの 影 響 は,こ れ かCaあ るい はSrと 結 合 して,例 え は リ ン酸 ス トロ ン チ ウ ム の よ うな難 解 離 性 の 化 合 物 か 生成 す るた め て あ り,そ の 結 合 の割 合 は リン酸 とス トロ ン チ ウ ム の モル 比 は つ ね に59て あ る こ とかF193よ り知 られ る

共 存 イ オ ンの 干 渉 抑 制 に つ い ては,有 機 溶媒 抽 出 法15),イ オ ン交 換 樹 脂 に よる 法16)な ど共 存 イ オ ン を分 離 除 去 す る方 法 も行 なわ れ て い るか,こ こて は 回 収 率 の 大 きい 簡 易 法 と

も言 うへ き抑 制 物質 を 添 加 す る方 法 を試 み たCaに 対 す る干渉 抑制 に は 多量 のSrを 加 え る方 法13),ま た はEDTAを 加 え る方 法14)か 報 告 され て い るか,我 々 はCaの 定 量 の 場 合 のEDTAの 抑 制 作 用 を追 試 し,ま たSr定 量 の場 合 の ラ ン タ ンお よひEDTAの 抑 制 作 用 を し らへ た これ らは干 渉 イ オ ン と結 合 して,CaやSrを 解 離 させ る働 きを 有 す る もの と考 え られ,一 応 干 渉 抑 制 の 目的 は 達 せ られ た もの と思 わ れ る.抑 制 の た め に は F194に 示 す よ うに ラ ソ タ ンは リン酸 量 の200倍 以 上,ま たF195に 示 す よ うにEDTA はCaの 定 量 の とき は リン酸 量 の900倍 以 上,Srの と きは1100倍 以 上 を 要 す る こ とが わ か っ た.す な わ ちCa,Srの 定 量 に際 して は ラ ソ タ ンの 方 か 有 利 て あ る.ま た ラ ソ タ ソ, EDTAの 過 剰 は 構 わ な い.

この ラ ン タ ソを 干 渉 イ オ ソ の抑 制 物 質 と して 用 い,侮 水 にSrを 一 定 量 す つ 加 え て い き, そ の 吸光 度 を 測 定 した と ころFlg6の よ うな直 線 か 得 られ た これ に よ る と侮 水 中 のSr 量 は9×10‑5mol/lと な り,こ の値 は 種 々 の実 験 値17)と 一 致 す る

生 体 組 織 中 の 或 る金 属 を 原 子 吸 光 法 て 定 量 す る場 合,一 般 に は組 織 を酸 て分 解 す るか ま た は 灰 化 した組 織 を 酸 に 溶 か して 分 析 試 料 とす る そ の試 料 の成 分 は,共 存 イオ ソ の干 渉 に 関 す るか き り,侮 水 と殆 ん と変 らな い 従 って 組 織 中 の金 属 の定 量 法 は この方 法 て 充 分 て あ る と言 え る.

摘 要

1原 子 吸 光 法 に よ って 生 体 組 織 中 のCa,Srを 定 量 す る場 合 の共 存 イ オ ン の干 渉 作 用 を し らべ,リ ン 酸 か そ の 代 表 的 な もの て あ る こ とか わ か った

2共 存 イ オ ン の干 渉 の 抑 制 に は,た とえ はSrの 定 量 の ときは ラ ン タ ンを リン酸 量 の 約200倍 量 加 え れ は よい.

3生 体組 織 中 の共 存 イ オン は,干 渉 に 関 す るか き り,侮 水 中 の イ オン と同 して あ るの て,灰 化 した 組 織 の水 溶 液 の代 りに海 水 を用 い てSrの 定 量 を 行 な い満 足 す へ き結 果 を 得 た.

︶︶・︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶︶ 12345678901234567          11111111

W． A． P． Black， R． L． Mitchell ： 」． Marine Biol． Assoc．， 30， 575 （1952）

V． Fretter， i6id．， 32， 367 （1953）

佐伯，森：日水誌，21，945（1955）

吉井，渡辺，岡田：同上，22，240（1956）

H． Boroughs， J． Townsley， R． W． Hiatt ： Biol． Bule．， 111， 336 （1956）

T． R． Rice ： Lirnnol． and Oceanogr． 1， 123 （1956） ； C． A．， 51， 8213 （1957）

G． Arrhenius， M． N． Bramlette， E． Picciotto ： IVature， 180， 85 （1957）

A． Walsh ： Spectrochim． Acta， 7， 108 （1955）

池 田：基礎分析化学講座 18，炎光・原子吸光分析，共立出版（1967），P．43 日本分析化学会近畿支部編：機器分析実験法（上），化学同人（1965），P．258 大岩，牧野：分析機器，7，113（1969）

高橋，宇留野：分光研究，10，！lO（1961）

たとえばJ．B． Willis：Anα1． Chem．，33，556（1961）

たとえばJ．A． Dean：ibid．，27，1533（1955）

たとえばW．ADippel， C。 E． Bricker， N． H． Furman：ibid．，26，553（1954）

たとえば 化学大辞典編集委員会：化学大辞典第2巻，共立出版（1960），P．250