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摩爾滲透壓及滲透壓儀介紹
一,、滲透壓摩爾濃度
人體的細(xì)胞膜或毛細(xì)血管壁等生物膜,,均具有半透膜的性質(zhì)。溶劑通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為滲透,,阻止?jié)B透所需施加的壓力,,即為滲透壓,。在涉及溶質(zhì)的擴(kuò)散或通過生物膜的液體轉(zhuǎn)運(yùn)各種生物過程中,滲透壓都起著極其重要的作用,。因此,在制備注射劑,、液體型眼用制劑等藥物制劑時(shí),,必須關(guān)注其滲透壓。凡處方中添加了滲透壓調(diào)節(jié)劑的制劑,,均應(yīng)控制其滲透壓摩爾濃度,。
靜脈輸液、營養(yǎng)液,、電解質(zhì)或滲透利尿藥(如甘露醇注射液)等制劑,,應(yīng)在藥品說明書上標(biāo)明其滲透壓摩爾濃度,以便臨床醫(yī)生根據(jù)實(shí)際需要對(duì)所用制劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幹?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(dāng)。溶液的滲透壓,,依賴于溶液中粒子的數(shù)量,,是溶液的依數(shù)性之一,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(zhì)對(duì)溶液滲透壓貢獻(xiàn)的總和,。滲透壓摩爾濃度的單位,通常以每千克溶劑中溶質(zhì)的毫滲透壓摩爾來表示,,可按下列公式計(jì)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(zhì)的克數(shù)/分子量〕×n×1000式中,,n 為一個(gè)溶質(zhì)分子溶解或解離時(shí)形成的粒子數(shù),。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(tài)下的計(jì)算值偏差較小;隨著溶液濃度的增加,,與計(jì)算值比較,,實(shí)際滲透壓摩爾濃度下降。例如0.9%氯化鈉注射液,, 按上式計(jì)算,, 毫滲透壓摩爾濃度是2 × 1000 ×9/58.4=308mOsmol/kg,而實(shí)際上在此濃度時(shí)氯化鈉溶液的n 稍小于2,,其實(shí)際測(cè)得值是286mOsmol/kg;復(fù)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(jì)算,,因此通常采用實(shí)際測(cè)定值表示。
二,、滲透壓摩爾濃度的測(cè)定
【1】原理
通常采用測(cè)量溶液的冰點(diǎn)下降來間接測(cè)定其滲透壓摩爾濃度,。在理想的稀溶液中,冰點(diǎn)下降符合ΔTf=Kf·m 的關(guān)系,,式中,,ΔTf 為冰點(diǎn)下降值,Kf 為冰點(diǎn)下降常數(shù)(當(dāng)水為溶劑時(shí)為1.86),,m 為重量摩爾濃度,。而滲透壓符合Po=Ko·m 的關(guān)系,式中,,Po 為滲透壓,,Ko 為滲透壓常數(shù),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(diǎn)下降法測(cè)定溶液的滲透壓摩爾濃度。
【2】?jī)x器
采用冰點(diǎn)下降的原理設(shè)計(jì)的滲透壓摩爾濃度測(cè)定儀通常由制冷系統(tǒng),、用來測(cè)定電流或電位差的熱敏探頭和振蕩器(或金屬探針)組成,。測(cè)定時(shí)將測(cè)定探頭浸入供試溶液的中心,并降至儀器的冷卻槽中,。啟動(dòng)制冷系統(tǒng),,當(dāng)供試溶液的溫度降至凝固點(diǎn)以下時(shí),儀器采用振蕩器(或金屬探針)誘導(dǎo)溶液結(jié)冰,,自動(dòng)記錄冰點(diǎn)下降的溫度,。儀器顯示的測(cè)定值可以是冰點(diǎn)下降的溫度,也可以是滲透壓摩爾濃度,。
以上資料節(jié)選自《中國藥典》2010 年版附錄大輸液檢測(cè)要求部分,。
三、冰點(diǎn)滲透壓與露點(diǎn)滲透壓
【1】
——Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀采用冰點(diǎn)低壓原理進(jìn)行測(cè)量,,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確,,重復(fù)性好,線性好,。冰點(diǎn)低壓技術(shù)
是目前世界上絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的Gonotec滲透壓儀制作標(biāo)準(zhǔn),。
——露點(diǎn)滲透壓儀應(yīng)用沸點(diǎn)升高原理,水蒸氣壓技術(shù),,將溶液加熱使之蒸發(fā),,來測(cè)量樣品滲透壓,
與Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀相比,,測(cè)試結(jié)果不如冰點(diǎn)準(zhǔn)確,,重復(fù)性也較差,。
【2】
——Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀樣品測(cè)試探針擦拭清潔簡(jiǎn)單方便,極少需要維護(hù),,使用壽命長,。在正常使用情況
下,長可用十年或更長,。
——露點(diǎn)滲透壓儀是利用熱電偶凝結(jié)溶液樣品被蒸發(fā)而產(chǎn)生的蒸氣感應(yīng)測(cè)量,,每測(cè)試100 個(gè)樣品后
需要清洗熱電偶。儀器的維護(hù)工作量大,,維護(hù)成本高。因熱電偶在儀器內(nèi)部,,清洗時(shí)需要拆開儀器,,
而且熱電偶很容易破碎,需要經(jīng)常更換,。
【3】
——Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀采用半導(dǎo)體制冷,,利用半導(dǎo)體本身的物理性質(zhì)不需要日常維護(hù),而且壽命長,。
——露點(diǎn)滲透壓儀用電熱絲加熱,,使用壽命與精度低于Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀。
【4】
——Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于臨床研究和檢測(cè)哺乳動(dòng)物的體液,、血液,、尿液等與生命相關(guān)的液
體,目前已被廣大臨床研究人員和藥物研究人員所認(rèn)可,。
露點(diǎn)滲透壓儀主要用于生態(tài)學(xué)方面的研究,,適用于植物,無脊椎動(dòng)物,。
——露點(diǎn)滲透壓儀不能用來檢測(cè)乙醇等揮發(fā)性溶液的樣品,,尤其是受熱易分解的樣品,而Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀也可以,。
【5】
——Gonotec冰點(diǎn)滲透壓儀操作簡(jiǎn)單,,不需日常維護(hù),校準(zhǔn)周期長,。
——露點(diǎn)滲透壓儀需經(jīng)常校準(zhǔn),。