ビアル試験 (Bial's test)
ビアル試験はペントース糖の測定に使用され、この反応はビアル反応ともいわれます。
この反応に使用するビアル試薬は、オルシノール、塩酸、塩化鉄(III)から構成されます。ただしビアル試薬の各成分の濃度は、研究者によって異なっている場合があります。
また、このビアル試薬を改良するため、塩酸の代わりにエタノールを加える方法も考案されています。(参考文献1)
ビアル反応の原理
ビアル反応の原理は次のようになります。
五員環のペントース糖と加熱すると、ビアル試薬はペントースを脱水してフルフラールを形成します。このフルフラールがオキシノールと縮合することで、青緑色の生成物を形成し、溶液の色が薄黄色から青色または緑色に変化します。
また六員環のヘキソース糖と加熱すると、ビアル試薬はヘキソースを脱水してヒドロキシメチルフルフラールを形成します。このヒドロキシメチルフルフラールがオキシノールと縮合することで、茶褐色の生成物が形成され、色が薄黄色から灰色または茶色に変化します。(参考文献2)
例えば、ペントースの場合には、下記のような流れで呈色反応が起こります。
実際のペントースがビアル試薬と反応したことによる青緑色は、下記のような色となります。
ペントースを識別する青緑色は、他の色と容易に区別することができるため、ビアル試験はペントースの識別テストとして活用されています。
左、中央はペントースが陰性、右はペントースが陽性
(画像は参考リンク1より引用)
ビアル試薬の応用
ビアル反応の応用として、ホルムアルデヒドの検出への応用も報告されています。
ビアル試薬にホルムアルデヒドを数滴加えると、色が薄黄色から濃い黄色になることが報告されていました。(参考文献1)
そこで、オルシノールを使用して、紫外/可視光分光法と組み合わせて使用することによって、ホルムアルデヒドを定量的に検出する方法が考案されました。(参考文献3)
ビアル試薬と各濃度のホルムアルデヒドを90°Cで10分間加熱し、室温で30分間冷却した結果が次の通りです。
ホルムアルデヒドの濃度に応じて、さまざまな黄色の色調に変化し、吸収スペクトルからもその傾向が確認できます。検量線を見ると定量分析も可能であることがわかる。ただし、ホルムアルデヒドが高濃度の場合には、茶色の沈殿が形成され、分光光度中の光散乱効果を引き起こし、検量線の関係からズレが生じる原因となっている。
参考文献
参考文献1
JSumner (1923) THE DETECTION OF PENTOSE, FORMALDEHYDE AND METHYL ALCOHOL. J Am Chem Soc 45(10): 2378-2380.
参考文献2
EBaldwin, D Bell (1955) Cole's Practical Physiological Chemistry, Heffer.
注、ブログ筆者は参考文献2は未読
参考文献3
Arthur Phillip Omran, Charles Brian Coughlin (2020) Bial’s Test, A Simple Method for Formaldehyde Detection, Methods, 27(3).
http://dx.doi.org/10.26717/BJSTR.2020.27.004515
参考リンク1
https://dept.harpercollege.edu/chemistry/chm/100/dgodambe/thedisk/carbo/bial/bials.htm
