滲透壓
生物膜
例如人體的細胞膜或毛細血管壁,般具有半透膜的性質,溶劑通過半透膜由低濃度溶液向濃度溶液擴散的現象稱為滲透,阻止滲透所需施加的壓力,即為滲透壓。在涉及溶質的擴散或通過生物膜的液體轉運各種生物過程中,滲透壓都起著及其重要的作用。因此,在制備注射劑、眼用液體制劑等藥物制劑時,關注其滲透壓。處方中添加了滲透壓調節劑的制劑,均應控制其滲透壓摩爾濃度。
藥品制劑的要求
靜脈輸液、營養液、電解質或滲透利尿藥(如甘露醇注射液)等制劑,應在藥品說明書上標明其滲透壓摩爾濃度,以便臨床生根據實際需要對所用制劑行適當的處置(如稀釋)。正常人體血液的滲透壓摩爾濃度范圍為285~ 310mOsmol/kg,0.9%氯化鈉溶液或5%葡糖糖溶液的滲透壓摩爾濃度與人體血液相當。
摩爾濃度
溶液的滲透壓,依賴于溶液中溶質粒子的數量,是溶液的依數性之,通常以滲透壓摩爾濃度(Osmolality)來表示,它反映的是溶液中各種溶質對溶液滲透壓貢獻的總和。
滲透壓摩爾濃度的單位,通常以每千克溶劑中溶質的毫滲透壓摩爾來表示,可按下列公式計算毫滲透壓摩爾濃度(mOsmol/kg):毫滲透壓摩爾濃度(mOsmol/kg)=〔每千克溶劑中溶解溶質的克數/分子量〕×n×1000 式中,n 為個溶質分子溶解或解離時形成的粒子數。在理想溶液中,例如葡萄糖n=1,氯化鈉或硫酸鎂n=2,氯化鈣n=3,枸櫞酸鈉n=4。
在生理范圍及稀溶液中,其滲透壓摩爾濃度與理想狀態下的計算值偏差較小;隨著溶液濃度的增加,與計算值,實際滲透壓摩爾濃度下降。例如0.9% 氯化鈉注射液,按上式計算,毫滲透壓摩爾濃度是2 × 1000 × 9/58.4=308mOsmol/kg ,而實際上在此濃度時氯化鈉溶液的n 稍小于2,其實際測得值是286mOsmol/kg ;復雜混合物,如水解蛋白注射液的理論滲透壓摩爾濃度不容易計算,因此通常采用實際測定值表示。
1 滲透壓摩爾濃度的測定
1.1 原理
通常采用測量溶液的冰點下降來間接測定其滲透壓摩爾濃度。在
理想的稀溶液中,冰點下降符合ΔTf=Kf·m 的關系,式中,ΔTf 為冰點下降值,
Kf 為冰點下降常數(當水為溶劑時為1.86),m 為重量摩爾濃度。而滲透壓符合
Po=Ko·m 的關系,式中,Po 為滲透壓,Ko 為滲透壓常數,m 為溶液的重量摩
爾濃度。由于兩式中的濃度等同,故可以用冰點下降法測定溶液的滲透壓摩爾濃
度。
1.2 儀器
采用冰點下降的原理的滲透壓摩爾濃度測定儀通常由制冷系
統、用來測定電或電位差的熱敏探頭和振蕩器(或金屬探針)組成。測定時將
測定探頭浸入供試溶液的中心,并降至儀器的冷卻槽中。啟動制冷系統,當供試
溶液的溫度降至凝固點以下時,儀器采用振蕩器(或金屬探針)誘導溶液結冰,
自動記錄冰點下降的溫度。儀器顯示的測定值可以是冰點下降的溫度,也可以是
滲透壓摩爾濃度。