窒素: 代謝、液体窒素などについて

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このページの最終更新日: 2020/07/06

  1. 概要: 窒素とは
  2. 液体窒素
    • 液体窒素の値段と作り方
  3. 活性窒素種 reactive nitrogen species について

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概要: 窒素とは

窒素 nitrogen は原子番号 7、原子量 14.1 の元素である (4)。同位体比は、岩波 理化学辞典 (Amazon) によると 14N が 99.634%、15N が 0.366% である。大気中に体積比で 78.1% 含まれる。

窒素は、以下のような性質および特徴をもっている。

> 窒素分子 N2 は、常温では化学的に不活性である (4)。

: 酸化防止、爆発防止、食品貯蔵などに利用される。


液体窒素

液体窒素の値段と作り方

液体窒素は 1 リットルあたり 300 - 500 円 とそれほど高くないが、貯蔵容器が高額で、5 リットルの容器で 10 万円近く、30 リットルの容器は 20 万円以上する (1)。アメリカではもっと安いようで、1 ガロン (3.7 L) あたり 50 セントから 2 ドルという情報がある (2)。

空気を -200°C 程度まで冷やして液化させてから、温度を窒素の沸点 -195.79°C まで上げて、蒸留によって液体窒素として回収するのが一般的である (3)。


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活性窒素種について

活性窒素種 (reactive nitrogen species; RNS) には、以下のような分子が含まれる (5)。

  • Peroxynitrite (ONOO-)
  • Nitrogen peroxide (・NO2)
  • Peroxynitrous acid (HNO3)
  • Dinitrogen trioxide (N2O3)
  • Nitroxyl (HNO)
  • Peroxynitrous acid (ONOOH)
  • Peroxynitrate (O2NOO-)
  • Peroxynitric acid (O2NOOH)
  • Nitrosonium cation (NO+)
  • Nitrate (NO3-)
  • Nitrite (NO2-)
  • Nitroxyl anion (NO-)

少量の RNS は生理機能をもち、免疫系などで合成される。量が増えると生体にダメージをもたらす。このような特徴は、基本的に 活性酸素 ROS と同じである。

RNS は、原則として nitric oxide NO の酸化により作られる。また、高濃度のスーパーオキシドアニオン (O2-) も RNS 濃度を増加させる (5)。


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References

  1. 液体窒素の購入時に注意すべきポイント. Link.
  2. How much does liquid nitrogen generally cost? Link.
  3. How is nitrogen obtained? Link.
  4. 岩波 理化学辞典 第 4 版.

このサイトでは、私が持っている 1987 年の第 4 版を引用していることが多い。1998 年に第 5 版が発行されている。

ネット情報の問題点の一つは、信頼できる定義になかなか出会えないことである。Wikipedia には定義らしいことが書いてあり、普段の調べ物には十分なことも多いが、正式な資料を作るときにはその引用は避けたいものである。

そんなときに役に立つのが理化学辞典や生化学辞典。中古でも古い版でもよいので、とにかく 1 冊持っておくと仕事がはかどる。


  1. Perez-Torres et al. 2020. Nitrosative stress and its association with pathological disorders. Molecules 25, 2555.

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