渗透压摩尔浓度测定法

冰点下降法原理：
• 在理想的稀溶液中，冰点下降符合 △ Tf ＝ Kf×m 的关系，式中 △Tf 为冰点下降，Kf为冰点下降常 数 ( 实验表明１ mol 的任何非电解质溶液（等于 6.023E23个分子颗粒数）溶解于１kg水中，则使 水的冰点温度由０℃下降至 -1.860℃) ， m 为重量 摩尔浓度。 • 而渗透压符合△Po＝Ko×m的关系，式中Po 为渗 透压，Ko 为渗透压常数，m为溶液的重量摩尔浓 度。 • 由于两式中的浓度等同，故可以用冰点下降原理 测定溶液的渗透压摩尔浓度。
渗透压在生物体中起到重要作用：
• 每一个活细胞的表面膜具有半透膜特性， 即水可以透过，而溶解于水中的其它无机 物和有机物不能随意透过。水透入细胞中， 可产生一定的压力，从而保持细胞有一定 的形状和弹性。
• 机体的体液中主要成分是水，其中溶有许 多有机物和无机物。在正常状态下，体液 中的物质成分相当稳定，它们在细胞内外 的分布和交换亦处于动态平衡中。体液中 物质成分的稳定保证了体液作为一种溶液 所具有的一系列理化性质，如密度、酸碱 度、渗透压、离子强度、电导率、表面张 力、介电常数等的相对稳定。体液维持一 定的渗透压，是构成机体内环境相对稳定 的最重要条件之一。
不使用半透膜的间接方法：
• 冰点下降：药典采用，操作简便，精确度 高，测量迅速，对生物样品无不良影响。 • 蒸气压下降：简单快速，样品用量极微小。 • 沸点上升：因在高温下进行，对生物样品 有影响，会引起蛋白质等胶体物质变性或 分解。与冰点下降法比较，灵敏度较低。
依数Байду номын сангаас：
• 由物理化学的论述得知，稀溶液中溶剂的 蒸汽压降低、冰点下降、沸点升高（溶质 不挥发）和产生渗透压（有半透膜条件下） 的数值，仅与一定量溶液中溶质的质点 （分子、离子）数有关，而与溶质的本性 无关，这些性质称其为稀溶液的“依数 性”。
• 人体所有器官和组织，除肾的髓质部分外， 几乎都有者相等的渗透压环境。如细胞内 外的物质成分虽然不尽相同，但细胞内外 的渗透压却是相等的。体液的渗透压平衡 一旦发生紊乱或破坏，则势必引起各种体 液之间以及细胞内外之间水的移动，继而 引起体液中的水、无机物和有机物含量的 变化，并最后导致体液平衡以及机体功能 活动的紊乱或破坏。
——红细胞在不同渗透浓度 氯化钠溶液中的形态
• 生物膜，例如人体的细胞膜或毛细管壁， 一般具有半透膜的性质，在制作注射剂在 制备注射剂、眼用制剂等药物制剂时，必 须考虑其渗透压。对静脉输液、营养液、 电解质或渗透利尿药（如甘露醇注射液）， 应在标签上注明溶液的渗透压摩尔浓度， 以提供临床医生参考。
• 渗透压计由一个供试溶液测定 试管、带有温度调节器的冷却 装置和一对热敏电阻组成。测 定时将测定探头浸入供试溶液 的中心，并降至仪器的冷却槽 中。启动制冷系统，当供试溶 液的温度降至凝固点以下时， 仪器采用振荡器（或金属探针） 诱导溶液结冰，自动记录冰点 下降的温度。仪器显示的测定 值可以是冰点下降的温度，也 可以是渗透压摩尔浓度。
常用仪器：
• 上海医科大学仪器厂： FM-8P 全自动冰点 渗透压计 。 • 天津天河医疗仪器有限公司：SMC 30渗透 压摩尔浓度测定仪。 • 天津市天大天发科技有限公司：STY-1渗透 压测定仪 。 • 美 国 Advanced 公 司 ： OSMOMETER MODEL 3D3 冰点渗透压仪。
毫渗透压摩尔浓度比的测定：
• 定义：供试品与0.9％（g/ml）氯化钠溶液的毫渗 透压摩尔浓度比率称为毫渗透压摩尔浓度比。 • 公式：毫渗透压摩尔浓度比＝OT/OS OT和OS分别为供试品与标准溶液的毫渗透压摩尔 浓度。 • 毫渗透压摩尔浓度比测定用标准溶液的配制：精 密称取经 500℃~650℃干燥 40~50 分钟并置硅胶 干 燥 器 放 冷 至 室 温 的 基 准 氯 化 钠 0.900g ， 置 100ml 量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀， 即得。
USP渗透压校正标准液 NaCl重量 /kg水 3.087 6.260 9.463 12.684 15.916 19.147 22.380 实际值 100 200 300 400 500 600 700 理论值 105.67 214.20 323.83 434.07 544.66 655.24 765.86 渗透效率 0.9463 0.9337 0.9264 0.9215 0.9180 0.9157 0.9140 冰点下降 （℃） 0.186 0.372 0.558 0.744 0.930 1.116 1.302
• 在生理范围及很稀的溶液中，其渗透压摩 尔浓度与理想状态下的计算值偏差较小； 随着溶液浓度的增加，与理想值比较，实 际渗透压摩尔浓度下降，例如 0.9% 氯化钠 注射液，理想毫渗透压摩尔浓度是 2×9/58.4×1000=308mOsmol/kg，而实际 上在此浓度时氯化钠溶液的 n 稍小于 2 ，其 实际测得值是286mOsmol/kg；复杂混合物， 如水解蛋白注射液的理论渗透压摩尔浓度 不容易计算，因此通常采用实际测定值表 示。
渗透压摩尔浓度测定法
• 国外药典，如USPⅩⅩ版（1980）、BP1993年 版（1994年增补本）、JP12（1990）开始收载 渗透压摩尔浓度测定法，中国药典从2000年版起 也在附录中增订了渗透压摩尔浓度测定法。 • USP：OSMOLALITY AND OSMOLARITY ＜785 ＞ • BP： OSMOLALITY，Determination of A228 • EP： OSMOLALITY 2.2.35 • JP： Osmolarity，Determination 2.47
注意事项：
• 为了使测定结果准确并有良好的重现性， 应避免测定溶液中存有气泡；在每次测定 后应用纯化水清洗热敏探头并用软纸将其 擦干。 • 如重复测定一份样品，需重新取样至另一 干净的测定管中，因为结冰后再融化的过 程中，溶质可能已不是均匀分布于固相与 液相中，从而导致过早结晶，影响测定结 果的重现性。
渗透压对红细胞的影响：
• 0.9％氯化钠注射液：286mOsmol/kg左右。 • 将正常红细胞悬浮于不同浓度的NaCl溶液中可以 看到：在等渗溶液中的红细胞保持正常大小和双 凹圆碟形；在渗透压递减的一系列溶液中，红细 胞逐渐胀大并双侧凸起，当体积增加 30％时成为 球形，体积增加45～60％则细胞膜损伤而发生溶 血，这时血红蛋白逸出细胞外，仅留下一个双凹 圆碟形细胞膜空壳。正常人的红细胞一般在 0.42 ％NaCl溶液中开始出现溶血，在0.35％NaCl溶液 中完全溶血。
• 冰点是指以水为溶剂的溶液从液态变为固 态的温度。也是该溶液冰水共存平衡状态 下的温度。对水溶液进行连续冷却过程中， 当温度已达到该溶液的冰点，甚至低于冰 点而不发生结冰的温度，称之为过冷温度。 当溶液达到过冷温度时是极为不稳定的， 如果给其引入冰晶或扰动都会引起结冰现 象发生。
结冰示意图
• 从结冰过程示意曲线可以看出，当供试溶 液温度从室温冷却到设定的过冷温度时， 仪器采用振荡器（或金属探针）诱导其结 冰，在溶液由液态变为固态过程中，分子 能量由高能态向低能态转化，多余的分子 能量便以热的形式释放出来，即为“晶化 热”，而使供试溶液温度暂短回升，并呈 冰水共存平衡状态，短时间内温度相对保 持不变，为测温系统提供准确测温的平台， 此时测得的温度，即为供试溶液冰点温度。
仪器的系统结构
测温系统
信号放大
A/D转换
检品
引晶系统 微 处
输入系统
下制冷
上制冷
显示输出 打印输出 RS232输出
理
器
制冷控制
渗透压校正用标准溶液的制备：
• 精密称取经 500℃~650℃干燥 40~50 分钟并置硅 胶干燥器中放冷至室温的基准氯化钠适量（按下 表中每个标准溶液相当的重量），置 100ml 量瓶 中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。
毫渗透摩尔压浓度测定：
• 用一定体积（按仪器说明书规定）新鲜制备的水 调节仪器零点，再采用两个不同浓度的标准溶液 校正仪器，它们的毫渗透压摩尔浓度应跨越供试 品溶液浓度的两侧。然后测定供试品溶液的毫渗 透压摩尔浓度。 • 当供试品溶液的毫渗透压摩尔浓度大于仪器的测 定范围时，用适宜的溶剂稀释至可测定的毫渗透 压摩尔浓度范围内。 • 当供试品为固体，先溶于适宜的溶剂中，再进行 测定。
渗透压摩尔浓度测定法
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简述：
• 溶剂通过半透膜由低浓度向高浓度扩散的 现象称为渗透，阻止渗透所需施加的压力 称为渗透压。
渗透压产生原理：
• 扩散：溶剂和溶质分子都具有从浓度较高的地 方向浓度较低的地方移动的特性。其产生的原 因为分子热运动。 例：硫酸铜溶液-水。
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渗透 溶剂通过半透膜由低浓度向高浓度扩散的现象 称为渗透。 例：水-半透膜-蔗糖溶液
渗透压的临床应用：
• 渗透压测定是诊断水、电解质和酸碱平衡 紊乱，制定输液具体方案和确定输液具体 步骤的实验室检查项目之一。
• 血液渗透压紊乱综合征 • 脱水和水肿与体液渗透压紊乱 • 评价肾脏的尿浓缩和稀释功能 • 监护人工透析 • 鉴定神经内分泌障碍和失调
正常体液（血浆）渗透压：
• 平 均 为 298mOsmol/kg ， 正 常 范 围 为 280 ～ 310mOsmol/kg ， 美 国 药 典 附 录 中 为 285 ～ 310mOsmol/kg。 • 因血浆采样标本、抗凝剂、测定时间、环境温度、 测定仪器的不同，文献报道有一些差别。 • 女性比男性略低。 • 季节：夏季总体液量较多，血液稀释，渗透压比 冬季低。 • 饮食：高盐、高蛋白、肉类食物可使血液中钠离 子、尿素氮等浓度增高，使渗透压也增高。
• USP渗透压摩尔浓度测定法附录中，特别 强调渗透压摩尔浓度理论值（osmolarity） 和渗透压摩尔浓度测定值（osmolality） 之间的差异。 • 以1%万古霉素的0.9%氯化钠溶液为例 • 理论计算值 [3×10g/L/1449.25+2×9/58.4] ×1000=329mOsmol/kg，偏高渗 • 但实际测定仅为255mOsmol/kg。