滲透壓摩爾濃度測定法（課堂PPT）

1、 溶劑通過半透膜由低濃度向高濃度擴散的現(xiàn)象稱為滲透，阻止?jié)B透所需施加的壓力稱為滲透壓。 擴散：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的特性。其產(chǎn)生的原因為分子熱運動。 例：硫酸銅溶液-水。 每一個活細(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物和有機物不能隨意透過。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。 機體的體液中主要成分是水，其中溶有許多有機物和無機物。在正常狀態(tài)下，體液中的物質(zhì)成分相當(dāng)穩(wěn)定，它們在細(xì)胞內(nèi)外的分布和交換亦處于動態(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

2、子強度、電導(dǎo)率、表面張力、介電常數(shù)等的相對穩(wěn)定。體液維持一定的滲透壓，是構(gòu)成機體內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定的最重要條件之一。 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時成為球形，體積增加4560則細(xì)胞膜損傷而發(fā)生溶血，這時血紅蛋白逸出細(xì)胞外，僅留下一個雙凹圓碟形細(xì)胞膜空殼。正常人的紅細(xì)胞一般在0.42NaCl溶液中開始出現(xiàn)溶血，在0.35NaCl溶液中完全溶血。 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

3、劑在制備注射劑、眼用制劑等藥物制劑時，必須考慮其滲透壓。對靜脈輸液、營養(yǎng)液、電解質(zhì)或滲透利尿藥（如甘露醇注射液），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。 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，則勢必引起各種體液之間以及細(xì)胞內(nèi)外之間水的移動，繼而引起體液中的水、無機物和有機物含量的變化，并最后導(dǎo)致體液平衡以及機體功能活動的紊亂或破壞。 滲透壓測定是診斷水、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驗室檢查項目之一。 血液滲透壓紊亂綜合

4、征 脫水和水腫與體液滲透壓紊亂 評價腎臟的尿濃縮和稀釋功能 監(jiān)護人工透析 鑒定神經(jīng)內(nèi)分泌障礙和失調(diào) 平均為298mOsmol/kg，正常范圍為280310mOsmol/kg，美國藥典附錄中為285310mOsmol/kg。 因血漿采樣標(biāo)本、抗凝劑、測定時間、環(huán)境溫度、測定儀器的不同，文獻報道有一些差別。 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。 國外藥典，如USP版（1980）、BP1993年版（1994年增補本）、JP12（1990）開始收載滲透壓摩爾濃度測定法，中國藥典從2000年

5、版起也在附錄中增訂了滲透壓摩爾濃度測定法。 USP：OSMOLALITY AND OSMOLARITY 785 BP： OSMOLALITY，Determination of A228 EP： OSMOLALITY 2.2.35 JP： Osmolarity，Determination 2.47 使用半透膜的直接方法（半透膜式滲透壓計）。 不使用半透膜的間接方法（晶體滲透壓計）。 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定，即膠體滲透壓測定。 低分子溶液：尤其溶質(zhì)分子量小于10000以下，

6、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。 冰點下降：藥典采用，操作簡便，精確度高，測量迅速，對生物樣品無不良影響。 蒸氣壓下降：簡單快速，樣品用量極微小。 沸點上升：因在高溫下進行，對生物樣品有影響，會引起蛋白質(zhì)等膠體物質(zhì)變性或分解。與冰點下降法比較，靈敏度較低。 由物理化學(xué)的論述得知，稀溶液中溶劑的蒸汽壓降低、冰點下降、沸點升高（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（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”。 冰點下降 TfKfm 蒸氣壓下降 PvKvm 沸

7、點上升 TbKbm 滲透壓 PoKom 式中Kf、Kv、Kb、Ko均為常數(shù)。 中國藥典2000年版： mOsmol/L或mOsM。 現(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) n1000 式中n為一個溶質(zhì)分子溶解時形成的粒子數(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。 在生理范圍及很稀的溶液中，其滲透壓摩爾濃度與理想狀態(tài)下的計算值偏差較??；隨著溶液濃度的增加，與理想值比較，實際滲透壓摩爾濃度下降，

8、例如0.9%氯化鈉注 射 液 ， 理 想 毫 滲 透 壓 摩 爾 濃 度 是29/58.41000=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(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算，因此通常采用實際測定值表示。 USP滲透壓摩爾濃度測定法附錄中，特別滲透壓摩爾濃度測定法附錄中，特別強調(diào)滲透壓摩爾濃度理論值（強調(diào)滲透壓摩爾濃度理論值（osmolarity）和滲透壓摩爾濃度測定值（和滲透壓摩爾濃度測定值（osmolality）之間的差異。之間的差異。 以以1%萬古霉素的萬古霉素的0.9%氯化鈉溶液為例氯化鈉溶液為

9、例 理論計算值理論計算值 310g/L/1449.25+29/58.4 1000=329mOsmol/kg，偏高滲 但實際測定僅為255mOsmol/kg。 在理想的稀溶液中，冰點下降符合 TfKfm的關(guān)系，式中 Tf 為冰點下降，Kf為冰點下降常數(shù)(實驗表明mol的任何非電解質(zhì)溶液（等于6.023E23個分子顆粒數(shù)）溶解于kg水中，則使水的冰點溫度由下降至-1.860)，m為重量摩爾濃度。 而滲透壓符合PoKom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，故可以用冰點下降原理測定溶液的滲透壓摩爾濃度。 冰點是指以水為溶劑的溶液從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)

10、的溫度。也是該溶液冰水共存平衡狀態(tài)下的溫度。對水溶液進行連續(xù)冷卻過程中，當(dāng)溫度已達(dá)到該溶液的冰點，甚至低于冰點而不發(fā)生結(jié)冰的溫度，稱之為過冷溫度。當(dāng)溶液達(dá)到過冷溫度時是極為不穩(wěn)定的，如果給其引入冰晶或擾動都會引起結(jié)冰現(xiàn)象發(fā)生。 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，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)，短時間內(nèi)溫度相對保持不變，為測溫系統(tǒng)提供準(zhǔn)確測溫的平臺，此時測得的溫度，即為供試溶液冰點溫度。 上海醫(yī)

11、科大學(xué)儀器廠：FM-8P全自動冰點滲透壓計 。 天津天河醫(yī)療儀器有限公司：SMC 30滲透壓摩爾濃度測定儀。 天津市天大天發(fā)科技有限公司：STY-1滲透壓測定儀 。 美國Advanced公司：OSMOMETER MODEL 3D3 冰點滲透壓儀。 滲透壓計由一個供試溶液測定試管、帶有溫度調(diào)節(jié)器的冷卻裝置和一對熱敏電阻組成。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(tǒng)，當(dāng)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(dǎo)溶液結(jié)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。測溫系統(tǒng)信號放大A/D轉(zhuǎn)換引晶系統(tǒng)檢品下制

12、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) 精密稱取經(jīng)500650干燥4050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。 USP滲透壓校正標(biāo)準(zhǔn)液滲透壓校正標(biāo)準(zhǔn)液NaCl重量重量/kg水水實際值實際值理論值理論值滲透效率滲透效率冰點下降冰點下降（）3.087100105.670.94630.1866.260200214.200.93370.3729.463300323.830.92640.55812.684400434.070.92150.74415.916500544

13、.660.91800.93019.147600655.240.91571.11622.380700765.860.91401.302 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，再采用兩個不同濃度的標(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定范圍時，用適宜的溶劑稀釋至可測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，再進行測定。 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 O

14、T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定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：精密稱取經(jīng)500650干燥4050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。 為了使測定結(jié)果準(zhǔn)確并有良好的重現(xiàn)性，應(yīng)避免測定溶液中存有氣泡；在每次測定后應(yīng)用純化水清洗熱敏探頭并用軟紙將其擦干。 如重復(fù)測定一份樣品，需重新取樣至另一干凈的測定管中，因為結(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，影響測定結(jié)果的重現(xiàn)性。 靜脈輸液應(yīng)盡可能與血液等滲，并應(yīng)檢查滲透壓。 注射劑增訂“【滲透壓摩爾濃度】 除另有規(guī)定外

15、，溶液型靜脈注射液，照滲透壓摩爾濃度測定法（附錄IX G）檢查，均應(yīng)符合規(guī)定?！?滲透壓摩爾濃度測定法增訂注射用無菌粉末的測定方法；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。 上報數(shù)據(jù)-滲透壓課題.xls 正式上報稿.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 G），毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)為280320 mOsmol/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 G)，滲透壓摩爾濃度應(yīng)為260320 mOsmol/kg。 甲硝唑葡萄糖注射液 【檢

16、查】滲透壓摩爾濃度 取本品，依法檢查（附錄G），毫滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.901.10。 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540590mOsmol/kg（附錄 G）。 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），依法測定，滲透壓比應(yīng)為3.03.6（附錄 G）。 磷酸川芎嗪氯化鈉注射液 【檢查】滲透壓摩爾濃度 取本品，依法測定（附錄 G），毫滲透壓摩爾濃度應(yīng)為260320mOsmol/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 G），毫滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.901.10。 托吡卡胺滴眼液 【

17、檢查】 滲透壓摩爾濃度 照滲透壓摩爾濃度測定法（附錄IX G）測定，滲透壓摩爾濃度比應(yīng)為0.91.1。 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定法（附錄IX G）測定，應(yīng)為260330mOsmol/kg。 附錄 IX G 滲透壓摩爾濃度測定法 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)的擴散或通過生物膜的液體轉(zhuǎn)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、液體型眼用制劑等藥物制劑時，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)實際需要對所用制劑進行適當(dāng)?shù)奶幹茫ㄈ缦♂專?。正常人體血液的滲透壓摩爾濃度范圍為285310mOsmol/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)。 供試品如為液體，通?？芍苯訙y定；但如其滲透壓摩爾濃度大于700 或為濃溶液，可用適宜的溶劑（通常為注射用水）稀釋至表1 測定范圍內(nèi)；如為固體（如注射用無菌粉末），可采用藥品標(biāo)簽或說明書中的規(guī)定溶劑溶解并稀釋至表1 測定范圍內(nèi)。需特別注意的是，溶液經(jīng)稀釋