微粒分散体系-精品医学课件 (2)
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微粒分散体系-精品医学课件
二、微粒大小与体内分布
小于50nm的微粒能够穿透肝脏内皮，通过毛 细血管末梢或通过淋巴传递进入骨髓组织。
静脉注射、腹腔注射0.1～3.0m的微粒分 散体系能很快被单核吞噬细胞系统的巨噬细 胞所吞噬，最终多数药物微粒浓集于巨噬细 胞丰富的肝脏和脾脏等部位，血液中的微粒 逐渐被清除。
二、微粒大小与体内分布
（一）微粒间的Vander Waals吸引能
分子之间的Vander Waals作用，涉及偶极 子的长程相互作用：
①两个永久偶极之间的相互作用； ②永久偶极与诱导偶极间的相互作用； ③诱导偶极之间的色散相互作用。 除了少数的极性分子，色散相互作用在三
类作用中占支配地位。此三种相互作用全 系负值，即表现为吸引，其大小与分子间 距离的六次方成反比。
的 离 子 与 靠 近 定表性面关的系反密离切子。 构 成 了 微 粒的吸附层；同时ζ=由σ于ε扩/r 散作用，反 离子在微在粒相周同的围条呈件现下距，微微粒粒越表小面，越远 则浓度越稀的梯ζ度电分位越布高形。成微粒的扩 散层，吸附层与扩散层所带电荷相反。 微粒的吸附层与相邻的扩散层共同构 成微粒的双电层结构。
（一）微粒间的Vander Waals吸引能
Hamaker假设：微粒间的相互作用等于组成它 们的各分子之间的相互作用的加和。
对于两个彼此平行的平板微粒，得出单位面 积上相互作用能ΦA： ΦA= - A/12πD2
对于同一物质，半径为a的两个球形微粒之间 的相互作用能为： ΦA= - Aa/12H
微粒分散体系
第一节 概述
分散体系(disperse systems)是一种或几种
物质高度分散在某种介质中所形成的体系。
被分散的物质称为分粗分散散相体(系d的is微p粒er给s药e 系p统ha包s括e)混，悬
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。
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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
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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
• 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。
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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、
第四章微粒分散体系PPT课件
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8
微粒大小是微粒分散系的重要参数
测定方法：
光学显微镜法： 0.5μm～ 电子显微镜法: 0.001μm～ 激 光散射法: 0.02μm～ 库尔特计数法: 1～600μm Stokes沉降法: 0.5～200μm 吸 附 法 : 0.03～1μm
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9
1.电子显微镜法
扫描电子显微镜(SEM): 二次电子、背景散射电子共同用 于扫描电镜的成像。
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。
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13
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。
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• 丁铎尔效应（Tyndall phenomena）
特点：常用于介质中微粒的研究。如脂质体等。
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11
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电子显微镜法的测定原理
• 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
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。
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沉降与沉降平衡
• 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：
《微粒分散系理论》课件
微粒分散的应用
1
生产制造行业
微粒分散系理论在材料合成、涂料生产等领域中起到重要作用。
2
医疗卫生行业
微粒分散系理论的应用使得药物输送更加精确和高效。
3
环保行业
微粒分散系理论有助于处理和净化水体、大气污染物等环境问题。
பைடு நூலகம்
总结
微粒分散系理论的优势
微粒分散系理论可以解决微粒聚集问题，提高 产品品质和性能。
微粒在特定条件下会发生聚集，形成团簇或 堆积。
2 微粒的分散行为
微粒在受到外力作用下分散开来，均匀分布 在介质中。
微粒分散的原理
色散力原理
微粒分散的原始力来自于微粒 与介质之间的色散力作用。
显微镜原理
通过显微镜观察微粒的形态和 分布情况，进一步研究微粒分 散。
科尔贝盘原理
利用科尔贝盘对微粒进行定量 分散性测试和分析。
微粒分散系理论
微粒分散系理论是一种关于微粒分散行为的理论。本课件将介绍微粒分散系 理论的简介、原理、应用和展望。
简介
什么是微粒分散系理论
微粒分散系理论研究微粒在不同介质中的分散 行为和聚集行为。
微粒分散系理论的应用范围
微粒分散系理论在生产制造、医疗卫生和环保 行业中有广泛的应用。
微粒的分散行为
1 微粒的聚集行为
微粒分散系理论的展望
随着科学技术的进步，微粒分散系理论的应用 前景将更加广阔。
第四章药物微粒分散系的基础理论幻灯片
1.电子显微镜法
扫描电子显微镜 (SEM): 二次电子、背景散射 电子共同用于扫描电镜的成像。 特点：立体感强，制样简单，样品的电子损失 小等特点。在观察形态方面效果良好，常用于 研究高分子材料的制剂，如微球等。
1.电子显微镜法
透射电子显微镜（ TME) 是把经加速和聚集的 电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品 中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角 散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相 关，因此可以形成明暗不同的影像。放大倍 数为几万～百万倍。 特点：常用于介质中微粒的研究。如脂质体 等。
2.激光散射法
散射光强度与粒子体积 V 的平方成正比，利 用这一特性可以测定粒子大小及分布。
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，雷利散射
公式：
243V2
II0 4
n2n02 n22n02
2
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--
电子显微镜法的测定原理
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
布朗运动是液体分子热运动撞击微粒的结果。 布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象
又是布朗运动的宏观表现。
布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳定性。 微粒运动的平均位移Δ可用布朗运动方程表示：
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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
Fe(OH)3溶 胶
I
I0
24 3V 4
2
n2 n02 n2 2n02
瑞利散射公式
三、微粒分散体系的电学性质
★ 电泳 v E / 6r
微粒在电场 作用下的移 动速度与其 粒径大小成 反比
三、微粒分散体系的电学性质
(二)扩散与渗透压
扩散速率遵从Fick第一定律
dm DA dC
dt
dx
Brown运动的位移与扩散系数间的关系
2Dt
D RT 1
L 6r
渗透压的大小可用稀溶液的渗透压公式求算：
Π cRT
一、微粒分散体系的动力学性质
(三)沉降与沉降平衡
一个微粒在介质中所受重力：F重
4
<50 nm 微粒转运至脾和骨髓也可达肿瘤组织
巨噬细胞
> 7μm 微粒，静注后可被 肺部机械滤取
治疗肺癌的卡铂微球
微粒大小与作用部位
注射>50mm 微粒分别被截留在肠、肝、肾等相应部位
四、微粒大小与测定方法
单分散体系、多分散体系：
粒径的常用表示方法： 几何学粒子径、面积相当径、体积相当径、有效径等
微粒分散体系
第一节 微粒分散体系的概念及基本特性 一、微粒分散体系:
分散相(disperse phase)
分散体系(disperse system)
分散介质(disperse medium)
？ 分类 P63 表5-1
二、微粒分散体系的基本特性
分散性； 多相性； 聚结不稳定性。
三、微粒分散体系在药剂学中的应用
自学内容
1、DLVO理论 2、空间稳定理论 3、空缺稳定理论 4、微粒聚结动力学 分别总结出三种稳定理论的核心内容及对 药剂学的指导意义；微粒的聚结类型。
二、DLVO理论
微粒间的Vander Waals吸引能（ΦA） 双电层的排斥作用能（ ΦR） 微粒间总相互作用能（ ΦT）
势垒
★ 微粒的双电层结构 ζ=σε/r
第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论
一、絮凝与反絮凝
絮凝
(floccula tion)： 加入电 解质 z 电势
z 电势降至20-25mV
反絮凝 (defloccul ating)： 加入电
解质 z
电势
一、絮凝与反絮凝
稳定化方法： 絮凝剂 絮凝状态 防止结块； 结构化载体体系 反絮凝状态； 絮凝剂＋结构化载体体系 最稳定。
微粒大小的测定方法
测定纳米级粒子大小
光学显微镜、电子显微镜、激光散射、 库尔特计数法、stokes沉降法、吸附法等
第二节 微粒分散体系的物理化学性质
一、微粒分散体系的动力学性质
(一)Brown运动
RTt
L3 r
布朗运动
Brown运动的本质是质点的热运动
一、微粒分散体系的动力学性质
RT dC LC dh
4
3
r3( 0)g
积分，得：ln C2 C1
L 4
RT 3
r 3 ( 0 )g(h2 h1 )
静置时，较大微粒受重力作用自然沉降：
V 2Sto2 (kes1’law2 )g 9
二、微粒分散体系的光学性质
CuSO4溶液
微粒分散体系在药剂学中的重要意义
有助于提高药物的溶解速度与溶解度； 有助于提高药物在分散介质中的分散性； 微粒在体内的分布具有一定选择性； 控制药物的释放速度、延长药物作用时间、
减少剂量、降低毒副作用 改善药物在体内外的稳定性等等。
微粒大小与作用部位 –补充
静脉、腹腔注射0.1~0.3μm微粒，可达肝脏和脾脏等