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。
第四章 微粒分散体系
长治医学院药学系
第一节
一、概念与分类
概
述
分散体系（disperse system）：是一种或几种物 质高度分散在某种介质中形成的体系。被分散的物 质称为分散相，而连续的介质称为分散介质。
异丙酚纳米乳 异丙酚 10g 1,2丙二醇 50ml 精制大豆油 10g 分散相 注射用磷脂 20g 牛璜胆酸钠 14g 注射用水 加至 1000ml 分散介质
面越远则浓度越稀的梯度分布,从吸附层表面至反离子
电荷为零处形成微粒的扩散层.吸附层与扩散层所带电 荷相反，共同构成双电层结构
溶胶粒子表面电荷的来源

电离作用：胶粒的基团解离；硅胶粒子表面的SiO2分 子与水生成H2SiO3，若解离生成SiO32-，使硅溶胶带负 电，介质含有H+离子而带正电。 吸附作用：胶粒优先吸附与自身有相同成分的离子。 如AgNO3与KI→AgI，可吸附Ag+或I-带电。 摩擦带电：非导体构成的体系中，介电常数较大的一 相易带正电，另一相带负电。如玻璃(15)在水中(81)带 负电，苯中(2)带正电。

注射＞50m的微粒，可使微粒分别被截留在肠、肾等相应部位。

四、微粒大小与测定方法 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； 微粒分散系中常用的粒径表示方法有几何学粒

径、比表面积径等。
1．电子显微镜法

测定原理：电子束射到样品上，如果能量足够大就 能穿过样品而无相互作用，形成透射电子，用于透 射电镜（TEM）的成像和衍射； 当入射电子穿透到离核很近的地方被反射，而没有 能量损失，则在任何方向都有散射，即形成背景散 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，在电场作用下 可呈曲线运动，翻越障碍进入检测器，使表面凸凹 的各个部分都能清晰成像。 二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜（SEM） 的成像。
Stern面 切动面
ζ
斯特恩层
x

从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差叫动电位, 即ζ电位。



ζ =σε/r （4-11） σ—表面电荷密度ε—介质的介电常数 r—球形微粒的半径 从上式可见在相同条件下,微粒越小, ζ电位越 高.
第三节 微粒分散体系的物理稳定性
（一）热力学稳定性 微粒分散系是热力学不稳定体系，是具有巨大表面 的开放体系。根据热力学理论，体系的 Gibbs 自由能 G的增加可用下式表示。 ΔG=σΔA (4-12) σ—表面张力；ΔA是制备微粒分散系时体系表面积的改 变值。 当σ为正值时，ΔG则增大，具有过剩表面自由能。 由最小能量原理可知，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，因此是热力学不稳定体系。

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：
2r 2 ( 1 2 ) g V 9
度；-分散介质粘度；g-重力加速度常数。
(4-11)
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
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。

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。
微粒作布朗运动时的平均位移△可用布朗运动方 程表示： (4-1) RTt
L3r
r愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子的平均 位移愈大，布朗运动愈明显。
第二节
微粒分散体系的物理化学性质
一、微粒分散系的动力学性质

微粒分散体系的动力学稳定性主要表现在 两个方面。

当微粒较小时，主要是分子热运动产生的 布朗运动；提高微粒分散体系的物理稳定 性

当微粒较大时，主要是重力作用产生的沉 降。降低微粒分散体系的物理稳定性
（一）Brown运动

布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动
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。 。




当σ≤0时，是热力学稳定体系。故制备此类分散 系时均需加入稳定剂(表面活性剂或某些电解质 离子）吸附在微粒表面上，使σ降低, 体系就具 有一定的稳定性。 制备微粒分散系制剂时增加稳定性的方法 （1）加入表面活性剂或使σ降低, 体系就具有一 定的稳定性。 （2）某些电解质离子吸附在微粒表面上，形成 机械性或电性保护膜，防止微粒间的聚结。 （3）增加介质黏度也是一种常用的方法
一、概念与分类 分散体系按分散相粒子的直径大小可分为分子分散
体 系 （ 直 径 ＜ 1nm）、 胶 体 分 散 体 系 （ 直 径 在 1~
100nm ）、粗分散体系（直径＞ 100nm）。 将微粒直径在 1nm~100μm范围的分散相统称为微 粒，由微粒构成的分散体系则统称为微粒分散体系。
二、基本特性

根据瑞利公式，可得到如下结论：
（1）散射光强和入射光波长的4次方成反比。 （2）分散相与分散介质的折射率相差越大，散射 光越强。 （3）散射光强和分散体系的浓度成正比。 （4）散射光强和质点的体积成正比。体积越大， 散射光越强。
三、微粒分散体系的电学性质 微粒分散体系的电学性质主要是由微粒表面
I I0

24 V
3
2

4

n n n 2 2n
2
2 0 2 0

2
I-散射光强度；I0-入射光的强度； n -分散相折射率；n0-分散介 质折射率； λ- 入射光波长； V- 单个粒子体积； υ- 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。


微粒的双电层结构
紧密层：微粒表面→切动面 由定位离子+反离子+溶 剂分子组成。 扩散层：切动面→电势为零 由反离子组成。 ζ电位：切动面→电势为零 处的电位差，也叫动电位。
ψ 微粒表面 切动面
ζ电位是衡量胶粒带电荷多 少的指标。
ζ
紧密层
扩散层
x
斯特恩吸附扩散双电层
双电层分为吸附层和扩散层。 吸附层由定位离子和反离子组成。 定位离子决定表面电荷符号和表 面电势大小， 反离子排列在定位离子附近。 反离子中心称为斯特恩面，从斯 特恩面到粒子表面之间为斯特恩 层。该层ψ0直线下降到ψd 。 ψo 斯特恩层外有一切动面，该处 电势即ζ电势，它是衡量胶粒带电 荷多少的指标。当一些大的反离 Ψd 子进入紧密层，则可能使ψd反号。
（二）扩散与渗透压

作为Brown运动的结果，胶体质点可自发地从高浓度区域向低 浓度区域扩散。扩散速率遵从Fick第一定律：

dm dC DA dt dx
(4-2)
dm dC 式中， dt —扩散速度； dx —胶体分散系的浓度梯
度；D—扩散系数；A—扩散界面S的面积。负号表示扩 散方向与浓度梯度的方向相反。



微球表面形态
Scanning electron micrography of ADM-GMS

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

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，瑞利散射公式：