微粒分散体系
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第四章_微粒分散体系
分子的真溶液则是透射光为主，同样观察不到乳光。
当一束光线在暗室通过胶粒分散系，在其侧面 可看到明显的乳光，即Tyndall现象。丁铎尔 现象是微粒散射光的宏观表现。
低分子溶液—透射光；粗分散体系—反射光；
胶体分散系—散射光。
丁达尔现象
丁达尔现象（Tyndall phenomena）
在暗室中，将一束光通过溶胶时，在侧面可 看到一个发亮的光柱，称为乳光，即丁达尔 （Tyndall）现象。
1、分散性
2、多相性 3、聚结不稳定性
三、在药剂学中的应用
1、有助于提高药物的溶解速度及溶解度，有利 于提高难溶性药物的生物利用度 2、利于提高药物在分散介质中的分散性 3、在体内分布上具有一定的选择性 4、具有缓释作用，减少剂量，降低毒副作用 5、改善药物在体内外的稳定性等
发生的电离、吸附或摩擦等产生的电荷所表现
的性质。
（一）电泳（electrophoresis） 在电场作用下微粒的定向移动叫电泳。 在溶液的电场中，微粒受两种作用力，一种是静电力Fe， 另一种是摩擦力Fs，而且这两种力在恒速运动时大小相 等。 E （4-16） v E 6rv
6r
其中，r—球型微粒半径， σ—表面电荷密度，E—电场强度，v—恒 速运动的速度。
式中，Π—渗透压，c—溶胶的浓度，R—气体常数，
T—绝对温度。
（三）沉降与沉降平衡
在一个分散体系中微粒的密度大于分散介质的密度，就会发生沉降。 如果是粗分散体系，粒子较大，经过一段时间以后，粒子会全部沉降到容器 的底部。如果粒子比较小，由于粒子的布朗运动，一方面受到重力作用而沉 降，另一方面由于沉降使上、下部分的浓度发生变化，引起扩散作用，使浓 度趋向于均匀。当沉降和扩散这两种方向相反的作用力达到平衡时，体系中 的粒子以一定的浓度梯度分步，这种平衡称作沉降平衡。达到沉降平衡后体 系的最下部浓度最大，随高度的上升浓度逐渐减小。
微粒分散体系
I
I0
24 3V 2 ( n 2 n02 ) 2
n 2n 4
2
2
I
I0
24 3V 4
2
( n2 n02 n2 2n02
)2
0
I—散射光强度；I0_ —入射光强度；n —分散相的折射率； n0 — 分散介质的折射率；—入射光波长；V —单个粒子的 体积；ν —单位体积中粒子数目。
17
五、微粒的电学性质
• 微粒带电原因：电离、吸附、摩擦。
（一）电泳（electro phoresis)
• 定义：微粒分散系中的微粒在电场作用 下，向阴极、阳极做定向的移动。
• 微粒受力：静电力、摩擦力
E / 6r
粒子越小，移动越快
18
（二）微粒的双电层结构
•
微粒表面带同种电荷，通过静电引力，使反离
• 1980年已制得热力学稳定的氢氧化铝 溶胶，说明制备热力学稳定的微粒分散系 是可能的。
23
二、动力学稳定性
• 动力稳定性表现在： 布朗运动 沉降 • 粒子的沉降（上浮）速度符合Stokes方程：
V 2r 2 ( 1 2 ) g 9
防止沉降方法 1. 减少粒度（增加均匀性） 2. 增加粘度 3. 降低密度差 4. 防止晶型转变 5. 控制温度变化
力学、光学、电学性质） • 微粒分散系的物理稳定性（动力学、
热力学）进行较深入的讨论。
1
第一节 概述
• *分散体系：一种或几种物质高度分散在某 种介质中所形成的体系。
• 按分散相粒子大小分类： • 微粒分散体系：1nm~100µm • 微粒给药系统： • 微粒分散体系的特点：多相、热力学不稳定、
微粒分散体系-精品医学课件 (2)
药物微粒分散体系
粗 Suspension 分 Sol 散 Emulsion 体 Microcapsule 系 microsphere
粒径 100nm－100μm
nanoemulsion 胶
Liposome
体
nanoparticle 分
Nanocapsule
散 体
Nanomicell
系
粒径 <100nm
临界聚沉浓度
三、 空间稳定理论
（一） 实验规律
相对分子质量大小高分子对微粒保护作用的影响
(a)较小相对分子量高分子；(b)中等相对分子量高分子；(c)较高相对分子量高分子
敏化作用(sensitization) ：高分子在粒子表面覆
盖度q ＝0.5时絮凝效果最好，微粒聚集下沉
（二） 理论基础 1、两种稳定理论
3
r3( 0)g
在高度为dh的体积内粒子所受的总扩散力：
F扩散 Ad ARTdC
粒子总数为： LCdV LCAdh
每一个粒子所受到的扩散力：F扩散
ARTdC LCAdh
RT LC
dC dh
(二)沉降与沉降平衡
达平衡时，重力与扩散力大小相等、方向相反：
F扩散
1）体积限制效应理论： 两微粒接近时，彼此的吸附层不能互相穿透 2）混合效应理论： 微粒表面上的高分子吸附层可以互相穿透。
四、空缺稳定理论
亦称自由聚合物稳定理论。
五、微粒聚结动力学
快聚结 慢聚结
架桥聚结 聚合物
有效覆盖 微粒表面
小部分覆盖 微粒表面
空间保护作用 架桥聚结
★
Tyndall现象的本质 是粒子对光的散射
2-第四章微粒分散体系
微粒分散体系的特殊性能：
①微粒分散体系首先是多相体系，分散相与 分散介质之间存在着相界面，因而会出现 大量的表面现象； ②随分散相微粒直径的减少，微粒比表面积 显著增大，使微粒具有 相对较高的表面自 由能，所以它是热力学不稳定体系 ，因此， 微粒分散体系具有容易絮凝、聚结、沉降 的趋势， ③粒径更小的分散体系（胶体分散体系）还 具有明显的布朗运动、丁铎尔现象、电泳 等性质。 Nhomakorabea
注射大于50m的微粒，可使微粒分别被截留在肠、 肝、肾等相应部位。
第三节
微粒分散体系的物理稳定性
微粒分散体系的物理稳定性直接关系到 微粒给药系统的应用。在宏观上， 微粒 分散体系的物理稳定性 可表现为 微粒粒 径的变化 ， 微粒的絮凝 、 聚结 、 沉降 、 乳析和分层等等。 一、热力学稳定性 二、动力学稳定性 三、絮凝与反絮凝
第二节
微粒分散系的主要性质和特点
一、微粒大小与测定方法
微粒大小是微粒分散体系的重要参数，对其体内 外的性能有重要的影响。微粒大小完全均一的体 系称为单分散体系；微粒大小不均一的体系称为 多分散体系。绝大多数微粒分散体系为多分散体 系。常用平均粒径来描述粒子大小。 常用的粒径表示方法：几何学粒径、比表面粒径、 有效粒径等。 微粒大小的测定方法有光学显微镜法、电子显微 镜法 、 激光散射法 、 库尔特计数法 、Stokes 沉 降法、吸附法等。
微粒分散体系在药剂学的重要意义：
①由于粒径小，有助于提高药物的溶解速度及溶解 度，有利于提高难溶性药物的生物利用度； ②有利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳 定性； ③具有不同大小的微粒分散体系在体内分布上具有 一定的选择性，如一定大小的微粒给药后容易被 单核吞噬细胞系统吞噬； ④微囊、微球等微粒分散体系一般具有明显的缓释 作用，可以延长药物在体内的作用时间，减少剂 量，降低毒副作用； ⑤还可以改善药物在体内外的稳定性。
药剂学：药物微粒分散体系的基础理论
V-微粒沉降速度；r-微粒半径； ρ1、ρ2-分别为微粒和分散介 质密度；-分散介质粘度； g-重力加速度常数。
三、微粒分散系的光学性质
当一束光照射到微粒分散系时，可以出现光的吸
（二）沉降——Stokes’定律
• 粒径 较 大 的 微 粒 受 重力作 用 ，静 置 时 会 自 然 沉降 ， 其沉降速度服从 Stokes ’ 定律： (4-11)
r愈大，微粒和分散介 质的密度差愈大，分散 介质的粘度愈小，粒子 的沉降速度愈大。
2r 2 ( 1 2 ) g V 9
– 小分子真溶液（<10-9m;<1nm） – 胶体分散体系（10-7～10-9m;1~100nm） – 粗分散体系（>10-7m;>100nm） • 微粒：直径在10-9～10-4m的微粒，其构成的分散体系统称为 微粒分散体系。如微米与纳米级大小的各种给药载体/系统。
微粒分散体系的特殊性能：
①多相体系：
微球表面形态
Scanning electron micrography of ADM-GMS（阿霉素明胶微球）
微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔 隙，部分微球表面有药物或载体材料结晶。
2．激光散射法——动态光散射法
• 对于溶液，散射光强度、散射角大小与溶液的性质、溶质 分子量、分子尺寸及分子形态、入射光的波长等有关，对 于直径很小的微粒，雷利（瑞利）散射公式：
微粒大小与体内分布
＜ 50nm 的微粒能够穿透肝脏内皮， 通过毛细血管末梢或
淋巴传递进入骨髓组织。
静脉注射、腹腔注射0.1～3.0m的微粒能很快被单核吞噬 细胞系统吞噬，浓集于巨噬细胞丰富的肝脏和脾脏等部位。 人肺毛细血管直径为2m，＞2m的粒子被肺毛细血管滞 留下来，＜2m的微粒则通过肺而到达肝、脾等部位。 。 注射＞ 50m 的微粒，可使微粒分别被 截留在肠、肾等相 应部位。
三、微粒分散系的光学性质
当一束光照射到微粒分散系时，可以出现光的吸
（二）沉降——Stokes’定律
• 粒径 较 大 的 微 粒 受 重力作 用 ，静 置 时 会 自 然 沉降 ， 其沉降速度服从 Stokes ’ 定律： (4-11)
r愈大，微粒和分散介 质的密度差愈大，分散 介质的粘度愈小，粒子 的沉降速度愈大。
2r 2 ( 1 2 ) g V 9
– 小分子真溶液（<10-9m;<1nm） – 胶体分散体系（10-7～10-9m;1~100nm） – 粗分散体系（>10-7m;>100nm） • 微粒：直径在10-9～10-4m的微粒，其构成的分散体系统称为 微粒分散体系。如微米与纳米级大小的各种给药载体/系统。
微粒分散体系的特殊性能：
①多相体系：
微球表面形态
Scanning electron micrography of ADM-GMS（阿霉素明胶微球）
微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔 隙，部分微球表面有药物或载体材料结晶。
2．激光散射法——动态光散射法
• 对于溶液，散射光强度、散射角大小与溶液的性质、溶质 分子量、分子尺寸及分子形态、入射光的波长等有关，对 于直径很小的微粒，雷利（瑞利）散射公式：
微粒大小与体内分布
＜ 50nm 的微粒能够穿透肝脏内皮， 通过毛细血管末梢或
淋巴传递进入骨髓组织。
静脉注射、腹腔注射0.1～3.0m的微粒能很快被单核吞噬 细胞系统吞噬，浓集于巨噬细胞丰富的肝脏和脾脏等部位。 人肺毛细血管直径为2m，＞2m的粒子被肺毛细血管滞 留下来，＜2m的微粒则通过肺而到达肝、脾等部位。 。 注射＞ 50m 的微粒，可使微粒分别被 截留在肠、肾等相 应部位。
11-药剂学-药物微粒分散系的基础理论
2.高分子聚合物在固体微粒表面上的吸附构型 高分子在溶液中具有一定的挠曲性和一定数量 的活性基团，这些活性基团能吸附在固体微粒 表面上而使吸附的高分子具有一定形状。 其吸附的高分子构型取决于固体微粒和高分子 聚合物的性质以及它们之间的相互作用。如固 体微粒表面吸附点的数目、高分子聚合物的链 长与活性基团的数目和位置、高分子聚合物在 溶剂中的溶解度等都是影响其吸附构型的重要 因素。 这样可将吸附高分子聚合物的构型分成六种形 式。
当微粒的半径大于1μm后，微粒的平均 位移只有0.656μm/s，已不显著，在分散 介质中受重力场作用而匀速运动，此时 应按Stoke′s定律，其沉降或上浮的速 度u以下式表示：
2a (ρ − ρ ) g u= 9η
2 0
式中，a——微粒的半径；g——重力加 速度；η——分散介质的粘度；ρ和 ρ0——微粒和分散介质的密度。
吸附高分子的构型
（二）高分子化合物的稳定作用 高分子化合物对微粒分散系的稳定作用主要体 现在以下几方面：高分子吸附层存在，产生一 种 新 的 斥 力 势 能 ─ 空 间 斥 力 势 能 (Steric Repulsive Energy)；高分子的存在减小微粒 间的Hamaker常数，因而也就减少了范德华引 力势能；带电高分子被吸附会增加微粒间的静 电斥力势能。 总的势能VT： VT= VA + VR + VS 中， VA—— 吸 引 势 能 ， VR—— 静 电 斥 力 势 能 ， VS——空间斥力势能。
当微粒半径a>1μm后，则微粒就要沉降 或上浮，动力稳定性较差。因此为了减 小微粒沉降或上浮的速度，则通过增加 分散介质的粘度，加入增稠剂，调节微 粒与分散介质的密度差，使ρ≈ρ0。这 样可提高此微粒分散制剂的稳定性。 但最主要的是减小微粒的半径，当微粒 半径a从 10μm减小为 1μm时，其沉降 速度从4.36×102μm/s降低为 4.36μm/s，相差100倍。
药剂学第四章药物微粒分散体系分析
第四章药物微粒分散体系一、概念与名词解释1．分散体系2．扩散双电层模型3．DLVO理论4．临界聚沉状态二、判断题(正确的填A，错误的填B)1．药物微粒分散系是热力学稳定体系，动力学不稳定体系。
( )2．药物微粒分散系是动力学稳定体系，热力学不稳定体系。
( )3．药物微粒分散系是热力学不稳定体系，动力学不稳定体系。
( )4．微粒的大小与体内分布无关。
( )5．布朗运动可以提高微粒分散体系的物理稳定性，而重力产生的沉降降低微粒分散体系的稳定性。
( )6．分子热运动产生的布朗运动和重力产生的沉降，两者降低微粒分散体系的稳定性。
( ) 7．微粒表面具有扩散双电层。
双电层的厚度越大，则相互排斥的作用力就越大，微粒就越稳定。
( )8．微粒表面具有扩散双电层。
双电层的厚度越小，则相互排斥的作用力就越大，微粒就越稳定。
( )9．微粒体系中加入某种电解质使微粒表面的ζ升高，静电排斥力阻碍了微粒之间的碰撞聚集，这个过程称为反絮凝。
( )10．微粒体系中加入某种电解质使微粒表面的ζ升高，静电排斥力阻碍了微粒之间的碰撞聚集，这个过程称为絮凝。
( )11．微粒体系中加入某种电解质，中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，使微粒间的斥力下降。
( )12．微粒体系中加入某种电解质，中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，使微粒表面的ζ上升。
( )13．微粒体系中加入某种电解质，中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，使微粒表面的ζ降低，会出现反絮凝现象。
( )14．微粒体系中加入某种电解质，中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，使微粒间的斥力下降，出现絮凝状态。
加入的电解质叫絮凝剂。
( )15．絮凝剂是使微粒表面的ζ降低到引力稍大于排斥力，引起微粒分散体系中的微粒形成絮凝状态的电解质。
( )16．絮凝剂是使微粒表面的ζ升高，使排斥力大于吸引力，引起微粒分散体系中的微粒形成絮凝状态的电解质。
( )17．反絮凝剂是使微粒表面的ζ升高，使到排斥力大于吸引力，引起微粒分散体系中的微粒形成絮凝状态的电解质。
微粒分散体系
粒径较大的微粒受重力作用，静置时会自 然沉降，其沉降速度服从Stoke’s定律：
V 2r 2 (1 2 )g
(4-8)
9
V-微粒沉降速度；r-微粒半径；ρ1、ρ2-分别为微粒和分 散介质密度；-分散介质粘度；g-重力加速度常数。
r愈大，微粒和分散介质的密度差愈大，分散介质 的粘度愈小，粒子的沉降速度愈大。
2
（4-1）
I分-散散射介光质强折度射；率I0；-入λ-射入光射的光强波度长；；nV--分单散个相粒折子射体率积；；nυ0--
单位体积溶液中粒子数目。
由上式，散射光强度与粒子体积V的平方成正比， 利用这一特性可测定粒子大小及分布。
第二节 微粒分散体系的性质和特点
一、微粒分散体系的热力学性质
微粒分散体系是典型的多相分散体系。随着 微粒粒径的变小，表面积A不断增加，表面自由 能的增加ΔG为：
的沉降。降低微粒分散体系的物理稳
定性
布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动
布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰撞的 合力方向不断改变的结果。由于胶粒不停运动， 从其周围分子不断获得动能，从而可抗衡重力 作用而不发生聚沉。
二、微粒的动力学性质 （一）Brown运动 微粒作布朗运动时的平均位移△可用布朗运动方程表示：
本节重点讨论微粒分散系的物理稳定性及 其影响因素及提高稳定性的方法。
一、微粒分散系的物理稳定性
微粒分散制剂大多是属于胶体分散系给药系统， 其稳定性主要是指某些性质的变化，如微粒的大 小、分散相的浓度、粘度、ζ电位变化等，可以 用热力学稳定性、动力稳定性、聚集稳定性来表 征。
（一）热力学稳定性
成背景散射；
如果入射电子撞击样品表面原子外层电子，把
它激发出来，就形成低能量的二次电子，在电
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测定方法： 1. 电子显微镜法: TEM（Transmission Electron Microscope） SEM（Scanning Electron Microscope）
6
TEM
7
脂质体的TEM
8
SEM
9
聚氨酯改性环氧树脂SEM
10
2. 激光散射法:
激光粒度测定仪
11
瑞利散射公式：
增加稳定性的方法：加入高分子物质、表面活性剂
27
第四节 微粒分散系的三种稳定理论
17
• 布朗运动的平均位移
RTt 3rN
A
T: 温度； t: 时间； :介质粘度；
r：微粒半径； NA：微粒数目
18
四、微粒的光学性质
光照射到分散体系中 会出现： 吸收：微粒的化学结构
反射： 100nm以上
散射 ：100nm ，Tyndall现象
（散射光的宏观表现）透过： Nhomakorabea溶液19
五、微粒的电学性质
24
•
使σ降低, 体系就具有一定的稳定性。
当σ≤0时，是热力学稳定体系。制备此类
分散系时均需加入稳定剂(表面活性剂、电
解质离子、增加粘度的物质)吸附在微粒表
面上。
• 1980年已制得热力学稳定的氢氧化铝 溶胶，说明制备热力学稳定的微粒分散系 是可能的。
25
二、动力学稳定性
• 动力稳定性表现在： 布朗运动 沉降 • 粒子的沉降（上浮）速度符合Stokes方程： 2r 2 ( 1 2 ) g V 9
x=490/11.3= 43.4 (g)
2
内 容 纲 要
• 药物微粒分散系在药剂学中的意义 • 微粒分散系的基本特性（粒度、动 力学、光学、电学性质）
• 微粒分散系的物理稳定性（动力学、
热力学）进行较深入的讨论。
3
第一节 概述
• *分散体系：一种或几种物质高度分散在某 种介质中所形成的体系。 • 按分散相粒子大小分类： • 微粒分散体系：1nm~100µ m • 微粒给药系统： • 微粒分散体系的特点：多相、热力学不稳定、
15
• 粒度不同的微粒分散体系在体内具有不 同的分布特征
• < 50nm, 靶向骨髓、淋巴 • 100nm~3µm，靶向单核巨噬细胞系统
• 7~12 µ m，靶向肺
• >50 µ m，注射于肠系膜动脉: 靶向于肠
门静脉、肝动脉: 靶向于肝
肾动脉：靶向于肾
16
三 、微粒的动力学性质
• 1. 布朗运动: 1827年，Brown发现布朗运动。 • 2. 布朗运动是液体分子的热运动的结果。 >10 µ m，布朗运动不明显 <100nm, 布朗运动 3. 布朗运动是微粒扩散的微观基础，扩散 现象是布朗运动的宏观表现。 4. 布朗运动使小的微粒体系稳定（动力学）
反离子构成了吸附层。 • 从吸附层表面至反离子电荷为零处形成微粒的 扩散层。 • ζ电位：从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差，
为动电位。
• ζ电位与微粒大小、电解质浓度、反离子水化程度有
关
21
/ r
微粒越小，ζ电位越高
微粒的双电层结构与ζ电位
22
第三节
微粒分散系的稳定性
微粒分散药物制剂的稳定性包括：
第十一章 药物微粒分散系的基础理论
复习
• 若 用 吐 温 40 （ HLB=15.6 ） 和 司 盘 80 （HLB=4.3）配制HLB 值为9.2的混合 乳化剂100g，问二者各需要多少克？ W A HLBA W B HLBB HLBAB ( 2 7) W A W B
15.6x+4.3(100-x) = 9.2 100
体积；ν —单位体积中粒子数目。
12
200目合金粉粒度分布图
13
漂珠的粒度分布图
14
二、微粒大小与体内分布
• 微粒分散制剂可供静脉、动脉注射，皮下注射
或植入，肌肉注射、关节腔内注射、眼内及鼻腔
用药,亦可用于口服。 • 以在临床治疗上，静注微粒的大小有严格要求。 90%微粒在1μ m以下，不得有大于5μ m的微粒， 以防止堵塞血管与产生静脉炎。 • 在癌症的化疗中，将较大微粒进行动脉栓塞， 治疗肝癌、肾癌等，已显示其独特的优点。
24 V
3 2
I I0
4
I I0
24 3V 2
4
2 n 2 n0 ( 2 )2 2 n 2n 0
n n 2 ( 2 ) n 2n
2 2 0 2 0
I—散射光强度；I0_ —入射光强度；n —分散相的折射率；
n0 — 分散介质的折射率；—入射光波长；V —单个粒子的
其他性质
4
微粒分散体系在药剂学中的意义
1. 提高溶解度、溶解速度，生物利用度提高。
2. 增加分散性和稳定性。
3. 体内靶向性
4. 缓释作用、降低毒性 5. 提高体内外稳定性
5
第二节 药物微粒分散系的性质
• 性质包括动力学、光散射、电学、稳定性。
※ 主要讨论与用药安全、体内吸收、分布、 发挥药效有关的性质。 一、微粒大小与测定方法
• 1．化学稳定性；
• 2 ．物理稳定性 ( 粒径变化、絮凝、聚结、乳 析、分层等)； • 3 ．生物活性稳定性 ( 生物活性、过敏性、溶 血 )； • 4．疗效稳定性(疗效是否随贮存而变化)；
• 5．毒性稳定性(急毒、慢毒是否随放置变化)。
23
一、热力学稳定性
• 微粒分散系是热力学不稳定体系，根据热 力学理论，ΔG =σΔA • ΔA 是制备微粒分散系时表面积的改变值。 • σ为正值， ΔA 增加，ΔG则增大。体系有 从高能量自动地向低能量变化的趋势，小 粒子自动地聚集成大粒子，使体系表面积 减小。
• 微粒带电原因：电离、吸附、摩擦。
（一）电泳（electro phoresis)
• 定义：微粒分散系中的微粒在电场作用 下，向阴极、阳极做定向的移动。 • 微粒受力：静电力、摩擦力
E / 6r
粒子越小，移动越快
20
（二）微粒的双电层结构
• 微粒表面带同种电荷，通过静电引力，使反离
子分布于微粒周围，微粒表面的离子和靠近表面的
防止沉降方法 1. 减少粒度（增加均匀性） 2. 增加粘度 3. 降低密度差 4. 防止晶型转变 5. 控制温度变化
26
三、电学稳定性（絮凝、反絮凝）
• 双电层厚度和ζ电位大小影响稳定性： • 定义：絮凝： • 反絮凝： • 离子强度、离子价数、离子半径影响ζ电位 和双电层厚度。
注意
同一电解质加入量不同，起絮凝或反絮凝作用
6
TEM
7
脂质体的TEM
8
SEM
9
聚氨酯改性环氧树脂SEM
10
2. 激光散射法:
激光粒度测定仪
11
瑞利散射公式：
增加稳定性的方法：加入高分子物质、表面活性剂
27
第四节 微粒分散系的三种稳定理论
17
• 布朗运动的平均位移
RTt 3rN
A
T: 温度； t: 时间； :介质粘度；
r：微粒半径； NA：微粒数目
18
四、微粒的光学性质
光照射到分散体系中 会出现： 吸收：微粒的化学结构
反射： 100nm以上
散射 ：100nm ，Tyndall现象
（散射光的宏观表现）透过： Nhomakorabea溶液19
五、微粒的电学性质
24
•
使σ降低, 体系就具有一定的稳定性。
当σ≤0时，是热力学稳定体系。制备此类
分散系时均需加入稳定剂(表面活性剂、电
解质离子、增加粘度的物质)吸附在微粒表
面上。
• 1980年已制得热力学稳定的氢氧化铝 溶胶，说明制备热力学稳定的微粒分散系 是可能的。
25
二、动力学稳定性
• 动力稳定性表现在： 布朗运动 沉降 • 粒子的沉降（上浮）速度符合Stokes方程： 2r 2 ( 1 2 ) g V 9
x=490/11.3= 43.4 (g)
2
内 容 纲 要
• 药物微粒分散系在药剂学中的意义 • 微粒分散系的基本特性（粒度、动 力学、光学、电学性质）
• 微粒分散系的物理稳定性（动力学、
热力学）进行较深入的讨论。
3
第一节 概述
• *分散体系：一种或几种物质高度分散在某 种介质中所形成的体系。 • 按分散相粒子大小分类： • 微粒分散体系：1nm~100µ m • 微粒给药系统： • 微粒分散体系的特点：多相、热力学不稳定、
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• 粒度不同的微粒分散体系在体内具有不 同的分布特征
• < 50nm, 靶向骨髓、淋巴 • 100nm~3µm，靶向单核巨噬细胞系统
• 7~12 µ m，靶向肺
• >50 µ m，注射于肠系膜动脉: 靶向于肠
门静脉、肝动脉: 靶向于肝
肾动脉：靶向于肾
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三 、微粒的动力学性质
• 1. 布朗运动: 1827年，Brown发现布朗运动。 • 2. 布朗运动是液体分子的热运动的结果。 >10 µ m，布朗运动不明显 <100nm, 布朗运动 3. 布朗运动是微粒扩散的微观基础，扩散 现象是布朗运动的宏观表现。 4. 布朗运动使小的微粒体系稳定（动力学）
反离子构成了吸附层。 • 从吸附层表面至反离子电荷为零处形成微粒的 扩散层。 • ζ电位：从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差，
为动电位。
• ζ电位与微粒大小、电解质浓度、反离子水化程度有
关
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/ r
微粒越小，ζ电位越高
微粒的双电层结构与ζ电位
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第三节
微粒分散系的稳定性
微粒分散药物制剂的稳定性包括：
第十一章 药物微粒分散系的基础理论
复习
• 若 用 吐 温 40 （ HLB=15.6 ） 和 司 盘 80 （HLB=4.3）配制HLB 值为9.2的混合 乳化剂100g，问二者各需要多少克？ W A HLBA W B HLBB HLBAB ( 2 7) W A W B
15.6x+4.3(100-x) = 9.2 100
体积；ν —单位体积中粒子数目。
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200目合金粉粒度分布图
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漂珠的粒度分布图
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二、微粒大小与体内分布
• 微粒分散制剂可供静脉、动脉注射，皮下注射
或植入，肌肉注射、关节腔内注射、眼内及鼻腔
用药,亦可用于口服。 • 以在临床治疗上，静注微粒的大小有严格要求。 90%微粒在1μ m以下，不得有大于5μ m的微粒， 以防止堵塞血管与产生静脉炎。 • 在癌症的化疗中，将较大微粒进行动脉栓塞， 治疗肝癌、肾癌等，已显示其独特的优点。
24 V
3 2
I I0
4
I I0
24 3V 2
4
2 n 2 n0 ( 2 )2 2 n 2n 0
n n 2 ( 2 ) n 2n
2 2 0 2 0
I—散射光强度；I0_ —入射光强度；n —分散相的折射率；
n0 — 分散介质的折射率；—入射光波长；V —单个粒子的
其他性质
4
微粒分散体系在药剂学中的意义
1. 提高溶解度、溶解速度，生物利用度提高。
2. 增加分散性和稳定性。
3. 体内靶向性
4. 缓释作用、降低毒性 5. 提高体内外稳定性
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第二节 药物微粒分散系的性质
• 性质包括动力学、光散射、电学、稳定性。
※ 主要讨论与用药安全、体内吸收、分布、 发挥药效有关的性质。 一、微粒大小与测定方法
• 1．化学稳定性；
• 2 ．物理稳定性 ( 粒径变化、絮凝、聚结、乳 析、分层等)； • 3 ．生物活性稳定性 ( 生物活性、过敏性、溶 血 )； • 4．疗效稳定性(疗效是否随贮存而变化)；
• 5．毒性稳定性(急毒、慢毒是否随放置变化)。
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一、热力学稳定性
• 微粒分散系是热力学不稳定体系，根据热 力学理论，ΔG =σΔA • ΔA 是制备微粒分散系时表面积的改变值。 • σ为正值， ΔA 增加，ΔG则增大。体系有 从高能量自动地向低能量变化的趋势，小 粒子自动地聚集成大粒子，使体系表面积 减小。
• 微粒带电原因：电离、吸附、摩擦。
（一）电泳（electro phoresis)
• 定义：微粒分散系中的微粒在电场作用 下，向阴极、阳极做定向的移动。 • 微粒受力：静电力、摩擦力
E / 6r
粒子越小，移动越快
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（二）微粒的双电层结构
• 微粒表面带同种电荷，通过静电引力，使反离
子分布于微粒周围，微粒表面的离子和靠近表面的
防止沉降方法 1. 减少粒度（增加均匀性） 2. 增加粘度 3. 降低密度差 4. 防止晶型转变 5. 控制温度变化
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三、电学稳定性（絮凝、反絮凝）
• 双电层厚度和ζ电位大小影响稳定性： • 定义：絮凝： • 反絮凝： • 离子强度、离子价数、离子半径影响ζ电位 和双电层厚度。
注意
同一电解质加入量不同，起絮凝或反絮凝作用