解答 １

平衡透析法は、非結合形薬物のみが半透膜を透過できる（アルブミンは半透膜を透過しない）ことを利用し、結合定数Kを算出する方法である。平衡透析法のイメージ図を下に示す。
なお、結合定数Kとは、薬物とタンパク（アルブミン）の結合のしやすさを表す値であり、次式で表すことができる。


上図を用いて、①〜③を以下の手順で求め、結合定数Kを算出する。
［平衡前（上図左）］
設問文に、「半透膜で隔てた2つの透析セルの一方に0.6 mmol/Lのアルブミン溶液を加え、他方には0.6 mmol/Lの薬物溶液を同容積加えた。」とあるため、全タンパク濃度は0.6 mmol/L、全薬物濃度は0.6 mmol/Lとなる。

［平衡後（上図右）］
①設問文に「平衡状態に達したとき、薬物溶液中の薬物濃度は0.2 mmol/L」とあり上図の通り薬物溶液にはタンパクが存在しないため、平衡後の薬物溶液中の非結合形薬物濃度は0.2 mmol/Lである。平衡透析法では、平衡後の薬物溶液中の非結合形薬物濃度（0.2 mmol/L）とアルブミン溶液中の非結合形薬物濃度［Df］が等しくなるため［Df］＝0.2 mmol/Lとなる。

②設問文に「平衡状態に達したとき、アルブミン溶液中の薬物濃度は0.4 mmol/L」とあり、①よりアルブミン溶液中の非結合形薬物濃度［Df］は0.2 mmol/Lであるため、タンパク結合形薬物濃度[DP]は0.2 mmol/L（0.4 mmol/L−0.2 mmol/L）となる。

③全タンパク濃度0.6 mmol/Lのうち②より[DP]＝0.2 mmol/Lであり、設問文より「アルブミン1分子当たりの薬物の結合部位数を1とし」とあるため、0.2 mmol/Lの薬物との結合に0.2 mmol/Lのアルブミンが消費されていることがわかる。よって、薬物と結合していないタンパク濃度[Pf]は0.4 mmol/L（0.6 mmol/L−0.2 mmol/L）となる。