分配係数
分配係数は対象となる物質と、分配先の2相の組成で決定される数値で、温度に依存する。対象とする2相は三態のいずれの組み合わせの場合も取り扱われる。
2相中の濃度比をそのまま表す場合は一般的に記号 Kd が用いられる。Kd は土壌中での放射性物質の移動、クロマトグラフィーでの固定相・移動相間の分配など、固-液系での場合に使用されることが多い。
一方、生体内での物質挙動など、液-液系を対象とする場合は、Kd の常用対数である log P や log D であらわす。どちらも「分配係数」と呼ばれるが、log P (partition coefficient) は対象物質の電離を無視した数値であり、一方 log D (distribution coefficient) は電離を考慮して log P に酸解離定数 (pKa) などを加味した値であるため、数値が異なる。
最も広く使用されている分配係数は、溶媒としてn-オクタノールと水を用いたオクタノール/水分配係数 であり、特に強調したい場合は Octanol / Water を意味する添字をつけ log Pow と表記される。log Pow は物質の親水性・疎水性を判断する基礎的な数値として用いられ、医薬品の吸収率や生物学的利用能、薬物受容体との疎水的相互作用のモデル化、土壌や地下水中での移動予測などに利用されている。日本においては2003年に新規化学物質の試験項目として追加された。
高速液体クロマトグラフィー (HPLC) を用いた分配係数の求め方は「OECD Test Guideline 117」に規定されており、log Pow が 0 から 6 までの試料に適用できる。
HPLCの固定相にはODS などのアルキル基で修飾したシリカゲル(逆相カラム)を、移動相には水を使用する。試料は固定相(アルキル基)と移動相(水)間で分配しながら移動していくため、HPLC での保持時間と log P の間には強い相関がある。したがって、分配係数が既知の物質であらかじめ保持時間と log P の相関を調べておけば、調べたい物質の保持時間を測定することで log P を推測できる。
HPLC法では、既知物質のデータさえ揃っていればフラスコ振盪法にくらべはるかに迅速に分配係数を決定でき、不純物等の影響も少ない。一方、水への溶解度が低いものやカラム担体と反応するもの、錯体など測定中に分解する可能性があるものには適用できないため、予めおよその化学構造や物性がわかっている必要がある。また、分配係数は既知試料データからの回帰分析によって算出するため、分配係数が既知の複数の物質が必要なこと、構造が大きく異なる化合物では相関係数が異なるため、比較しにくいことなどが欠点である。