ルミノール反応

英

luminol test, luminol reaction

関

化学発光分析

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/05/31 00:45:48」(JST)

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ルミノール
IUPAC名 5-アミノ-2,3-ジヒドロ-1,4-フタラジンジオン
別称 o-アミノフタロイルヒドラジン o-アミノフタリルヒドラジド 3-アミノフタルヒドラジド
識別情報
CAS登録番号	521-31-3
EINECS	208-309-4
SMILES NC1=C(C(NNC2=O)=O)C2=CC=C1
特性
化学式	C8H7N3O2
モル質量	177.16 g/mol
融点	319-320℃
危険性
MSDS	MSDS for luminol
NFPA 704	1 2 0
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

ルミノール反応による発光

ルミノール (luminol) は、窒素含有複素環式化合物の一種で、科学捜査や、化学の演示実験に欠かせない試薬である。過酸化水素とともに用いると、血液の存在を強い発光で知らせる。その発光反応はルミノール反応と呼ばれる。水に不溶だが、塩基性水溶液には可溶。

製法

3-ニトロフタル酸より、実験室にてルミノールを合成する経路の一例を概説する。

1. 3-ニトロフタル酸のトリエチレングリコール溶液にヒドラジン水溶液を加えて加熱し、脱水縮合・環化した 5-ニトロフタルヒドラジドとする。
2. 5-ニトロフタルヒドラジドの水酸化ナトリウム水溶液に、亜二チオン酸ナトリウム (Na₂S₂O₄) を加えて加熱し、酢酸で中和後、ニトロ基がアミノ基へと還元されたルミノールの沈殿を得る。

ルミノール反応

アルカリ性の水溶液中、ルミノールは過酸化水素 (H₂O₂) と反応して 460 nm に強い紫青色の発光を示す。この反応は銅、コバルトなどの遷移金属およびその錯体（化学の実験室ではヘキサシアノ鉄(III) 酸カリウム（フェリシアン化カリウム） K₃[Fe(CN)₆] を用いる）、ある種の酵素によって触媒される。これを利用して過酸化水素および触媒となる金属種の微量定量・定性試験を行う。ヘミン・ヘモグロビンあるいは血液は発光反応の触媒になるので、血液の鑑識に古くから用いられている。この反応をルミノール反応という。

塩基水溶液中におけるルミノール反応の機構は諸説あり定まっていない。3-アミノフタル酸のジアニオンの一重項励起状態（下図中下）が直接の発光種であるという点は諸説で共通しており、実際にルミノールが示す化学発光と 3-アミノフタル酸を塩基性水溶液中において励起した際に示す蛍光は等しい。下のスキームは提案された機構の例であるが、その中では塩基の作用によりルミノールからジアニオン中間体（下図右上）が発生するものと仮定している。そこから酸化を受けてアザキノン中間体（ルミノールの -NH-NH- 構造が -N=N- になったもの）に変わり、ヒドロペルオキシドアニオン (HOO⁻) の付加と窒素分子の脱離を経て 3-アミノフタル酸のジアニオンとなるとする。

別に提案されている機構ではルミノールのジアニオン中間体を経ずに、鉄(III) などの触媒と塩基の作用によりアニオンラジカルが出たところへスーパーオキシドアニオンが環化付加し、窒素分子が脱離してフタル酸ジアニオンへ変わるとする。また、ルミノールからまず発生するモノアニオンが酸化を受けて中性ラジカルとなった後に不均化によりアザキノン中間体を与える機構も提案されている。

科学捜査での使用

ルミノール試験

警察の科学捜査で、ルミノール反応を応用したルミノール試験が行われる。ルミノール試験とは、血痕の鑑識に用いられる試験で、現場から血痕を探す場合などに利用される。斑点にルミノールの塩基性溶液と過酸化水素水との混液を塗布、または噴霧して暗所で見ると、斑点が血痕であれば青白い光を発する。本法は化学発光に基づく試験できわめて鋭敏で、新鮮な血痕より、ヘミンを形成しているような古い血痕の方が発光が強い。

その他の触媒物質

ただし、先に述べた通り、血液は触媒となる物質のひとつに過ぎない。過酸化水素を分解する物質はルミノール反応の触媒となる。たとえば、大根にはパーオキシダーゼ（peroxidase、ペルオキシダーゼとも呼ばれる）という酵素が含まれているが、パーオキシダーゼは過酸化水素を分解し、物質の酸化反応を促進する触媒の働きをする。パーオキシターゼは大根だけでなく、セイヨウワサビやキュウリをはじめとする植物に含まれており、食品添加物としても使用されている。従って、ルミノールと過酸化水素水の混合溶液を、パーオキシダーゼを含む物質に触れさせると、ルミノール反応が起こる。

そのため、ルミノール反応による血液鑑定はあくまでも予備試験にしか過ぎない。ルミノール反応で発光したとしても、ただちにそれが血痕と断定することはできない。この検査後、本当に血液であるかの鑑定、人間の血液であるかの鑑定をしなければ、裁判上の証拠能力としては低いものとなってしまう。

その他

1949年7月に起きた下山事件で、日本で初めてルミノール反応を利用した捜査が行われた。

参考文献

• 『ケミカルルミネセンス』 丸善
• 『エッセンシャル化学辞典』 東京化学同人
• 『化学大辞典』 東京化学同人
• 『化学辞典』 東京化学同人
• 『理化学辞典』 岩波書店
• 『化学大辞典　各巻』　共立出版

脚注

外部リンク

• “科学捜査に光の目　ルミノール反応の仕組み”. 2012年7月30日閲覧。

UpToDate Contents

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• 2. 薬物アレルギー：分類および臨床的特徴 drug allergy classification and clinical features
• 3. 分子標的剤およびその他の生物製剤を用いた癌治療による皮膚合併症 cutaneous complications of molecularly targeted therapy and other biologic agents used for cancer therapy
• 4. 全身化学療法に対する輸注反応 infusion reactions to systemic chemotherapy
• 5. 造影剤に対する即時型過敏反応：再発反応の予防 immediate hypersensitivity reactions to radiocontrast media prevention of recurrent reactions

Japanese Journal

• 大学院講義「ものづくり教育内容学」に基づくプラスチック材料や身近な昆虫を利用した理科教材開発の試み

• 梶原 篤,荒田 聡恵,仲島 浩紀
• 教育実践総合センター研究紀要 (16), 255-260, 2007-03
• 奈良教育大学大学院教育実践開発専攻、カリキュラム開発専修のカリキュラム開発分野の情報・ものづくり教育系で開講している授業「ものづくり教育内容学（高分子材料と環境）」の平成18年度の授業から派生した教育実践の試みをまとめた。取り上げる素材はプラスチック材料とミツバチをはじめとした昆虫の２種類で、それぞれ身近なものであり、しかもまだまだ工夫の余地があると考えられる素材である。プラスチックは身の回りにあ …
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