渗透压测定法原理

2019-08-06 19:23:00


渗透压测定法原理

        渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)是溶液依数性的一种。从溶液的热力学性质可知,溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的小,当溶液与纯溶剂用一个半透膜隔开,半透膜可使药物溶液中的溶剂分子自由通过,而药物分子不能通过。如果半透膜的一侧为药物溶液,另一侧为溶剂,则半透膜两侧溶剂的化学势不等,溶剂分子经过半透膜进入溶液中,使溶液液面升高而产生液柱压强,溶液随着溶剂分子渗入而压强逐渐增加,其溶剂的化学势亦增加,最后达到与纯溶剂化学势相同,即渗透平衡。此时两侧所产生压力差即为溶液的渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)(osmotic pressure)。
理想状态下的Van't  Hoff渗透压公式:  π/C = RT/M

         实际上,当浓度不同的溶液用此半透膜隔开时,溶剂就会通过半透膜由低浓度向高浓度溶液扩散,这种现象称之为渗透,阻止渗透所需施加的压力称之为渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)。

         采用半透膜可以直接测定渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压),但是,对于低分子药物采用半透膜直接测定渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)比较困难,故通常采用测量药物溶液的冰点下降值来间接测定。这一方法所依据的理论是物理化学溶液理论之拉乌尔冰点原理,即任何溶液,如果其单位体积所溶解的溶质的颗粒总数相同,则引起溶液冰点下降的数值亦相同。

        渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)测定以溶液冰点下降值与溶液的摩尔浓度成比例关系为基础。对于水溶液,在从液态向固态冷却变化过程中,温度虽已达到结冰点、甚至超过结冰温度,而不发生结冰的现象称之为“过冷现象”。这时液体是极不稳定的,达到一定的振动可触发其立刻结晶而变为固态。由于分子能量突然由高能态变为低能态,多余的能量就会以热的形式释放出来,称为晶化热。由于晶化热的存在、使过冷的溶液在结冰形成瞬间产生温度回升现象。溶液在结冰后有一段温度平稳的时间,即冰点温度稳定时间出现,这段平稳的温度称之为测量之冰点。测量中,根据温度曲线得出结果。

冰点测定公式如下:△T=Km   式中,K为冰点降低常数,溶剂不同,K值不同,对水溶剂K=1.86;m为渗透压摩尔浓度。

        习惯上,并不把摩尔浓度换算成渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压),而直接由冰点下降法测出的摩尔浓度称为渗透压摩尔浓度(mOsmol/kg),这是对溶液渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)的一种约定俗成的习惯表示法,各国药典均采用此定义。l Osmol是6.022×l023个粒子在1kg溶液中存在的浓度。实际上,通常以毫渗透压摩尔浓度(mOsmoL/kg)为单位,1000mOsmol= l Osmol。毫渗透压摩尔浓度(mOsmol/kg)以每kg溶液中溶质的毫渗透压摩尔来表示,即:

        毫渗透压摩尔浓度(mOsmol/kg)=[溶质的质量(g/kg)/分子量]×n×1000   

         式中,n为溶质分子溶解时生成的离子,在理想溶液中葡萄糖n=1,氯化钠或硫酸镁n=2,氯化钙n=3,枸橼酸钠n=4。

         需要指出的是,等张溶液(isotonic solution)是指与红细胞张力相等,也就是与细胞接触时使细胞功能和结构保持正常的溶液,所以等张是一个生物学概念。渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)只是维持细胞正常状态诸多因素之一,因此等渗和等张是不同概念。

        生物膜,例如人体的细胞膜或毛细管壁,一般均具有半透膜的性质,进入人体的注射剂、滴眼剂等应制成等渗溶液,正常人血浆渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)通常为280~3l0 mOsmol/kg。因此,渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)对注射液、滴眼液、输液等剂型具有重要意义,测定渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)对输液疗法的监护和药物的药理分析等,也具有一定的指导意义。并且渗透压(摩尔浓度渗透压,摩尔渗透压)测定的意义,目前还无其它项目所能代替。

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