滲透壓摩爾濃度測(cè)定法

關(guān)于滲透壓摩爾濃度測(cè)定法簡(jiǎn)述：溶劑通過半透膜由低濃度向高濃度擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為滲透，阻止?jié)B透所需施加的壓力稱為滲透壓。第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓產(chǎn)生原理：擴(kuò)散：溶劑和溶質(zhì)分子都具有從濃度較高的地方向濃度較低的地方移動(dòng)的特性。其產(chǎn)生的原因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)。例：硫酸銅溶液-水。第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透

溶劑通過半透膜由低濃度向高濃度擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為滲透。

例：水-半透膜-蔗糖溶液

第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓在生物體中起到重要作用：每一個(gè)活細(xì)胞的表面膜具有半透膜特性，即水可以透過，而溶解于水中的其它無機(jī)物和有機(jī)物不能隨意透過。水透入細(xì)胞中，可產(chǎn)生一定的壓力，從而保持細(xì)胞有一定的形狀和彈性。第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天機(jī)體的體液中主要成分是水，其中溶有許多有機(jī)物和無機(jī)物。在正常狀態(tài)下，體液中的物質(zhì)成分相當(dāng)穩(wěn)定，它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)外的分布和交換亦處于動(dòng)態(tài)平衡中。體液中物質(zhì)成分的穩(wěn)定保證了體液作為一種溶液所具有的一系列理化性質(zhì)，如密度、酸堿度、滲透壓、離子強(qiáng)度、電導(dǎo)率、表面張力、介電常數(shù)等的相對(duì)穩(wěn)定。體液維持一定的滲透壓，是構(gòu)成機(jī)體內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的最重要條件之一。第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓對(duì)紅細(xì)胞的影響：0.9％氯化鈉注射液：286mOsmol/kg左右。將正常紅細(xì)胞懸浮于不同濃度的NaCl溶液中可以看到：在等滲溶液中的紅細(xì)胞保持正常大小和雙凹圓碟形；在滲透壓遞減的一系列溶液中，紅細(xì)胞逐漸脹大并雙側(cè)凸起，當(dāng)體積增加30％時(shí)成為球形，體積增加45～60％則細(xì)胞膜損傷而發(fā)生溶血，這時(shí)血紅蛋白逸出細(xì)胞外，僅留下一個(gè)雙凹圓碟形細(xì)胞膜空殼。正常人的紅細(xì)胞一般在0.42％NaCl溶液中開始出現(xiàn)溶血，在0.35％NaCl溶液中完全溶血。第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天——紅細(xì)胞在不同滲透濃度

氯化鈉溶液中的形態(tài)

第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天生物膜，例如人體的細(xì)胞膜或毛細(xì)管壁，一般具有半透膜的性質(zhì)，在制作注射劑在制備注射劑、眼用制劑等藥物制劑時(shí)，必須考慮其滲透壓。對(duì)靜脈輸液、營(yíng)養(yǎng)液、電解質(zhì)或滲透利尿藥（如甘露醇注射液），應(yīng)在標(biāo)簽上注明溶液的滲透壓摩爾濃度，以提供臨床醫(yī)生參考。第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天人體所有器官和組織，除腎的髓質(zhì)部分外，幾乎都有者相等的滲透壓環(huán)境。如細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)成分雖然不盡相同，但細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓卻是相等的。體液的滲透壓平衡一旦發(fā)生紊亂或破壞，則勢(shì)必引起各種體液之間以及細(xì)胞內(nèi)外之間水的移動(dòng)，繼而引起體液中的水、無機(jī)物和有機(jī)物含量的變化，并最后導(dǎo)致體液平衡以及機(jī)體功能活動(dòng)的紊亂或破壞。第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓的臨床應(yīng)用：滲透壓測(cè)定是診斷水、電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂，制定輸液具體方案和確定輸液具體步驟的實(shí)驗(yàn)室檢查項(xiàng)目之一。血液滲透壓紊亂綜合征脫水和水腫與體液滲透壓紊亂評(píng)價(jià)腎臟的尿濃縮和稀釋功能監(jiān)護(hù)人工透析鑒定神經(jīng)內(nèi)分泌障礙和失調(diào)第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天正常體液（血漿）滲透壓：平均為298mOsmol/kg，正常范圍為280～310mOsmol/kg，美國(guó)藥典附錄中為285～310mOsmol/kg。因血漿采樣標(biāo)本、抗凝劑、測(cè)定時(shí)間、環(huán)境溫度、測(cè)定儀器的不同，文獻(xiàn)報(bào)道有一些差別。女性比男性略低。季節(jié)：夏季總體液量較多，血液稀釋，滲透壓比冬季低。飲食：高鹽、高蛋白、肉類食物可使血液中鈉離子、尿素氮等濃度增高，使?jié)B透壓也增高。第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓摩爾濃度測(cè)定法第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天國(guó)外藥典，如USPⅩⅩ版（1980）、BP1993年版（1994年增補(bǔ)本）、JP12（1990）開始收載滲透壓摩爾濃度測(cè)定法，中國(guó)藥典從2000年版起也在附錄中增訂了滲透壓摩爾濃度測(cè)定法。USP：OSMOLALITYANDOSMOLARITY＜785＞BP：OSMOLALITY，DeterminationofA228EP：OSMOLALITY2.2.35JP：Osmolarity，Determination2.47第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天測(cè)定方法：使用半透膜的直接方法（半透膜式滲透壓計(jì)）。不使用半透膜的間接方法（晶體滲透壓計(jì)）。第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天使用半透膜的直接方法：可分為袋狀半透膜式和平板狀半透膜式等幾大類。高分子溶液：溶劑和溶質(zhì)分子量差別較大，選擇和制作半透膜還是比較容易的。此方法適用與高分子溶液滲透壓測(cè)定，即膠體滲透壓測(cè)定。低分子溶液：尤其溶質(zhì)分子量小于10000以下，由于分子量差別不是很懸殊或比較小，選擇和制作半透膜較困難。此方法原理上可行，但在技術(shù)上有很大困難和不便。第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天不使用半透膜的間接方法：冰點(diǎn)下降：藥典采用，操作簡(jiǎn)便，精確度高，測(cè)量迅速，對(duì)生物樣品無不良影響。蒸氣壓下降：簡(jiǎn)單快速，樣品用量極微小。沸點(diǎn)上升：因在高溫下進(jìn)行，對(duì)生物樣品有影響，會(huì)引起蛋白質(zhì)等膠體物質(zhì)變性或分解。與冰點(diǎn)下降法比較，靈敏度較低。第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天依數(shù)性：由物理化學(xué)的論述得知，稀溶液中溶劑的蒸汽壓降低、冰點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高（溶質(zhì)不揮發(fā)）和產(chǎn)生滲透壓（有半透膜條件下）的數(shù)值，僅與一定量溶液中溶質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)（分子、離子）數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，這些性質(zhì)稱其為稀溶液的“依數(shù)性”。第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天四個(gè)依數(shù)性：冰點(diǎn)下降△Tf＝Kf×m蒸氣壓下降△Pv＝Kv×m沸點(diǎn)上升△Tb＝Kb×m滲透壓△Po＝Ko×m式中Kf、Kv、Kb、Ko均為常數(shù)。第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓摩爾濃度的單位與計(jì)算：《中國(guó)藥典》2000年版：mOsmol/L或mOsM?，F(xiàn)行版藥典：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，即mOsmol/kg。毫滲透壓摩爾濃度（mOsmol/kg）=〔每千克溶劑中溶解的溶質(zhì)克數(shù)(g/kg)/分子量(g)〕×n×1000式中n為一個(gè)溶質(zhì)分子溶解時(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。第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天在生理范圍及很稀的溶液中，其滲透壓摩爾濃度與理想狀態(tài)下的計(jì)算值偏差較??；隨著溶液濃度的增加，與理想值比較，實(shí)際滲透壓摩爾濃度下降，例如0.9%氯化鈉注射液，理想毫滲透壓摩爾濃度是2×9/58.4×1000=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。第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天USP滲透壓摩爾濃度測(cè)定法附錄中，特別強(qiáng)調(diào)滲透壓摩爾濃度理論值（osmolarity）和滲透壓摩爾濃度測(cè)定值（osmolality）之間的差異。以1%萬古霉素的0.9%氯化鈉溶液為例理論計(jì)算值[3×10g/L/1449.25+2×9/58.4]×1000=329mOsmol/kg，偏高滲但實(shí)際測(cè)定僅為255mOsmol/kg。第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天冰點(diǎn)下降法原理：在理想的稀溶液中，冰點(diǎn)下降符合

△Tf＝Kf×m的關(guān)系，式中△Tf

為冰點(diǎn)下降，Kf為冰點(diǎn)下降常數(shù)(實(shí)驗(yàn)表明１mol的任何非電解質(zhì)溶液（等于6.023E23個(gè)分子顆粒數(shù)）溶解于１kg水中，則使水的冰點(diǎn)溫度由０℃下降至-1.860℃)，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)下降原理測(cè)定溶液的滲透壓摩爾濃度。第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天冰點(diǎn)是指以水為溶劑的溶液從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的溫度。也是該溶液冰水共存平衡狀態(tài)下的溫度。對(duì)水溶液進(jìn)行連續(xù)冷卻過程中，當(dāng)溫度已達(dá)到該溶液的冰點(diǎn)，甚至低于冰點(diǎn)而不發(fā)生結(jié)冰的溫度，稱之為過冷溫度。當(dāng)溶液達(dá)到過冷溫度時(shí)是極為不穩(wěn)定的，如果給其引入冰晶或擾動(dòng)都會(huì)引起結(jié)冰現(xiàn)象發(fā)生。第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天結(jié)冰示意圖第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天從結(jié)冰過程示意曲線可以看出，當(dāng)供試溶液溫度從室溫冷卻到設(shè)定的過冷溫度時(shí)，儀器采用振蕩器（或金屬探針）誘導(dǎo)其結(jié)冰，在溶液由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)過程中，分子能量由高能態(tài)向低能態(tài)轉(zhuǎn)化，多余的分子能量便以熱的形式釋放出來，即為“晶化熱”，而使供試溶液溫度暫短回升，并呈冰水共存平衡狀態(tài)，短時(shí)間內(nèi)溫度相對(duì)保持不變，為測(cè)溫系統(tǒng)提供準(zhǔn)確測(cè)溫的平臺(tái)，此時(shí)測(cè)得的溫度，即為供試溶液冰點(diǎn)溫度。第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天常用儀器：上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠：FM-8P全自動(dòng)冰點(diǎn)滲透壓計(jì)。天津天河醫(yī)療儀器有限公司：SMC30滲透壓摩爾濃度測(cè)定儀。天津市天大天發(fā)科技有限公司：STY-1滲透壓測(cè)定儀。美國(guó)Advanced公司：OSMOMETERMODEL3D3冰點(diǎn)滲透壓儀。第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓計(jì)由一個(gè)供試溶液測(cè)定試管、帶有溫度調(diào)節(jié)器的冷卻裝置和一對(duì)熱敏電阻組成。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。第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天測(cè)溫系統(tǒng)信號(hào)放大A/D轉(zhuǎn)換引晶系統(tǒng)檢品下制冷上制冷制冷控制微處理器輸入系統(tǒng)顯示輸出打印輸出RS232輸出儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滲透壓校正用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備：精密稱取經(jīng)500℃~650℃干燥40~50分鐘并置硅膠干燥器中放冷至室溫的基準(zhǔn)氯化鈉適量（按下表中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)闹亓浚?，?00ml量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得。第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天USP滲透壓校正標(biāo)準(zhǔn)液NaCl重量/kg水實(shí)際值理論值滲透效率冰點(diǎn)下降（℃）3.087100105.670.94630.1866.260200214.200.93370.3729.463300323.830.92640.55812.684400434.070.92150.74415.916500544.660.91800.93019.147600655.240.91571.11622.380700765.860.91401.302第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天毫滲透摩爾壓濃度測(cè)定：用一定體積（按儀器說明書規(guī)定）新鮮制備的水調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，再采用兩個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液校正儀器，它們的毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)跨越供試品溶液濃度的兩側(cè)。然后測(cè)定供試品溶液的毫滲透壓摩爾濃度。當(dāng)供試品溶液的毫滲透壓摩爾濃度大于儀器的測(cè)定范圍時(shí)，用適宜的溶劑稀釋至可測(cè)定的毫滲透壓摩爾濃度范圍內(nèi)。當(dāng)供試品為固體，先溶于適宜的溶劑中，再進(jìn)行測(cè)定。第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天毫滲透壓摩爾濃度比的測(cè)定：定義：供試品與0.9％（g/ml）氯化鈉溶液的毫滲透壓摩爾濃度比率稱為毫滲透壓摩爾濃度比。公式：毫滲透壓摩爾濃度比＝OT/OS

OT和OS分別為供試品與標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫滲透壓摩爾濃度。毫滲透壓摩爾濃度比測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：精密稱取經(jīng)500℃~650℃干燥40~50分鐘并置硅膠干燥器放冷至室溫的基準(zhǔn)氯化鈉0.900g，置100ml量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得。第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)：為了使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確并有良好的重現(xiàn)性，應(yīng)避免測(cè)定溶液中存有氣泡；在每次測(cè)定后應(yīng)用純化水清洗熱敏探頭并用軟紙將其擦干。如重復(fù)測(cè)定一份樣品，需重新取樣至另一干凈的測(cè)定管中，因?yàn)榻Y(jié)冰后再融化的過程中，溶質(zhì)可能已不是均勻分布于固相與液相中，從而導(dǎo)致過早結(jié)晶，影響測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性。第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2005年藥典增補(bǔ)本靜脈輸液應(yīng)盡可能與血液等滲，并應(yīng)檢查滲透壓。第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天《中國(guó)藥典》2010年版附錄增修訂及科研項(xiàng)目任務(wù)表注射劑增訂“【滲透壓摩爾濃度】除另有規(guī)定外，溶液型靜脈注射液，照滲透壓摩爾濃度測(cè)定法（附錄IXG）檢查，均應(yīng)符合規(guī)定。”滲透壓摩爾濃度測(cè)定法增訂注射用無菌粉末的測(cè)定方法；規(guī)定靜脈輸液等“等滲”溶液的滲透壓摩爾濃度的范圍；研究高滲透壓溶液的測(cè)定；氨基酸等不同規(guī)格的滲透壓的判定，確定高滲透壓的限值等。第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2010年版藥典公示品種上報(bào)數(shù)據(jù)-滲透壓課題.xls正式上報(bào)稿.doc鹽酸米托蒽醌氯化鈉注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度

取本品，依法檢查（附錄ⅨG），毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)為280～320mOsmol/kg。復(fù)方氯化鈉注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度

取本品，依法檢查(附錄ⅨG)，滲透壓摩爾濃度應(yīng)為260～320mOsmol/kg。第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天甲硝唑葡萄糖注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度取本品，依法檢查（附錄ⅨG），毫滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.90～1.10。復(fù)方乳酸鈉葡萄糖注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度本品的毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)為540～590mOsmol/kg（附錄ⅨG）。碳酸氫鈉注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度取本品（100ml及以上規(guī)格），依法測(cè)定，滲透壓比應(yīng)為3.0～3.6（附錄ⅨG）。第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天磷酸川芎嗪氯化鈉注射液【檢查】滲透壓摩爾濃度取本品，依法測(cè)定（附錄ⅨG），毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)為260~320mOsmol/kg。富馬酸酮替芬滴眼液

【檢查】滲透壓摩爾濃度取本品，依法檢查（附錄ⅨG），毫滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.90～1.10。托吡卡胺滴眼液【檢查】滲透壓摩爾濃度照滲透壓摩爾濃度測(cè)定法（附錄IXG）測(cè)定，滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.9～1.1。硝酸毛果蕓香堿滴眼液【檢查】滲透壓摩爾濃度照滲透壓摩爾濃度測(cè)定法（附錄IXG）測(cè)定，應(yīng)為260～330mOsmol/kg。第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2010年版滲透壓摩爾濃度測(cè)定法意見稿附錄IXG滲透壓摩爾濃度測(cè)定法生物膜，例如人體的細(xì)胞膜或毛細(xì)血管壁，一般具有半透膜的性質(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，滲透壓都起著及其重要的作用。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。第40頁,共45頁，2024年2月