「液-液相分離」の版間の差分

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== 原理 ==
== 原理 ==
 液-液相分離は熱力学的な現象であり、水と油の混合や、2種類のタンパク質溶液の混合、2種類の高分子溶液の混合、塩溶液と高分子溶液の混合、低分子溶液と高分子溶液の混合など、多様な組み合わせによって生じる。
 液-液相分離は[[熱力学的]]な現象であり、水と油の混合や、2種類のタンパク質溶液の混合、2種類の高分子溶液の混合、塩溶液と高分子溶液の混合、低分子溶液と高分子溶液の混合など、多様な組み合わせによって生じる。


 液-液相分離の身近な例として水と油がある。水と油の液-液相分離は、水分子同士や油分子同士の間には好ましい相互作用があるが、水と油の分子間には好ましい相互作用がないために生じる。水と油の相分離はかなり安定であり、温度や塩濃度などの影響を受けにくい。
 液-液相分離の身近な例として水と油がある。水と油の液-液相分離は、水分子同士や油分子同士の間には好ましい相互作用があるが、水と油の分子間には好ましい相互作用がないために生じる。水と油の相分離はかなり安定であり、温度や塩濃度などの影響を受けにくい。


 異なる親水性を持った2種類の高分子(例えば、ポリエチレングリコールとデキストラン)の溶液を混合したときにも液-液相分離が生じる。高分子の溶液を混合したときに生じる液-液相分離は、水性二相系(Aqueous Two-Phase System)ということもある<ref name=Iqbal2016><pubmed>27807400</pubmed></ref>[10]。メカニズムは水と油の液-液相分離と類似しており、ポリエチレングリコールやデキストランは水にはよく溶けるが、互いにはなじまないために相分離する。ATPとポリリン酸のように、細胞内にありふれた分子の水溶液を混合したときにも液-液相分離が生じる<ref name=Nobeyama2023><pubmed>37967197</pubmed></ref>[11]。
 異なる親水性を持った2種類の高分子(例えば、[[ポリエチレングリコール]]と[[デキストラン]])の溶液を混合したときにも液-液相分離が生じる。高分子の溶液を混合したときに生じる液-液相分離は、[[水性二相系]](aqueous two-phase system)ということもある<ref name=Iqbal2016><pubmed>27807400</pubmed></ref>[10]。メカニズムは水と油の液-液相分離と類似しており、ポリエチレングリコールやデキストランは水にはよく溶けるが、互いにはなじまないために相分離する。[[ATP]]と[[ポリリン酸]]のように、細胞内にありふれた分子の水溶液を混合したときにも液-液相分離が生じる<ref name=Nobeyama2023><pubmed>37967197</pubmed></ref>[11]。


 2種類のタンパク質溶液を混合したときに生じる液-液相分離は、タンパク質が高濃度含まれている濃厚相と、タンパク質がほとんど含まれていない希薄相に分かれることが多い<ref name=Nobeyama2024><pubmed>37972831</pubmed></ref>[12]。濃厚相は体積が少ないため、希薄相の中に丸い形状をした濃厚相が観察できる。この丸い形状から、液-液相分離によってできた濃厚相は液滴(Droplet)と呼ばれることがある('''図1''')。
 2種類のタンパク質溶液を混合したときに生じる液-液相分離は、タンパク質が高濃度含まれている濃厚相と、タンパク質がほとんど含まれていない希薄相に分かれることが多い<ref name=Nobeyama2024><pubmed>37972831</pubmed></ref>[12]。濃厚相は体積が少ないため、希薄相の中に丸い形状をした濃厚相が観察できる。この丸い形状から、液-液相分離によってできた濃厚相は液滴(droplet)と呼ばれることがある('''図1''')。


 液-液相分離は主に2つの原理によって生じる。核生成と成長(Nucleation and Growth)では、過飽和状態から相分離がはじまる。最初に一定のエネルギー障壁を超えて、小さな液滴が形成される。この核は一定のサイズを超えないと分解してしまうが、それ以上になった核が、周囲の分子を取り込みながら大きくなる。一方、スピノーダル分解(Spinodal Decomposition)では、熱力学的に不安定な状態から微小な濃度ゆらぎが自発的に増幅されて、相分離が進行する。核生成のエネルギー障壁が存在しないため、全体的に均一な構造からネットワーク状の構造へと分離が起こる。
 液-液相分離は主に2つの原理によって生じる。核生成と成長(nucleation and growth)では、[[過飽和]]状態から相分離がはじまる。最初に一定のエネルギー障壁を超えて、小さな液滴が形成される。この核は一定のサイズを超えないと分解してしまうが、それ以上になった核が、周囲の分子を取り込みながら大きくなる。一方、[[スピノーダル分解]]([[Spinodal decomposition]])では、熱力学的に不安定な状態から微小な濃度ゆらぎが自発的に増幅されて、相分離が進行する。核生成のエネルギー障壁が存在しないため、全体的に均一な構造からネットワーク状の構造へと分離が起こる。


== 液-液相分離と相図 ==
== 液-液相分離と相図 ==

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