药剂学：第四章 药物微粒分散系的基础理论
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第四章 药物微粒分散系的基础理论
第一节 概述 分散体系概念、特点和应用及检测
第二节 物化性质 主要物理性质：动力学，光学和电学
第三节 物理稳定性理论 DLVO理论、空间稳定理论、空缺稳定理论
第一节 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所形成的体系。被分
2Dt
上述两公式综合可得：
（4-3）
D RT 1
L 6r
（4-4）
可见粒子的扩散能力和粒子的大小成反比，粒径越大， 扩散能力越弱
半透膜两侧分别放入溶液和纯溶剂，这时纯 溶剂侧的溶剂分子通过半透膜的扩散到溶液
侧，这种现象称为渗透。
如果没有半透膜，溶质分子将从高浓度向低 浓度方向扩散。胶体粒子比溶剂分子大得多， 不能通过半透膜，因此在溶胶和纯溶剂之间 会产生渗透压，渗透压的大小可用稀溶液的 渗透压公式计算：
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。
人肺毛细血管直径为2m，大于肺毛细血管直径的 粒子被滞留下来，小于该直径的微粒则通过肺而 到达肝、脾，被巨噬细胞清除。
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。
第二节 微粒分散系的主要性质和特点
动力学性质 光学性质 电学性质
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
Π=cRT
（4-5）
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。
三、微粒的动力学性质
布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩
散和沉降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。
wk.baidu.com
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。
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。
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。
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；
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。
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。
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 DA dC
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。
Brown运动的位移与扩散系数之间的关系：
散的物质称为分散相(disperse phase)，而连 续的介质称为分散介粗剂分、质散乳(d体剂is系、p的微er微囊se粒 、m给微e药球di系等um统。)包它。括们混的悬粒 分散体系按分散相粒子径的在5直00n径m～大1小00可m范分围为内小。 分子真溶液(直径<10-9m)、胶体分散体系(直 径 在 10-7 ～ 10-9m 范 围 )和 粗 分 散 体 系 (直 径
（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：
(4-1)
RTt
L3 r
t—时间；T—系统热力学温度； η—介质黏度 r—微粒半径；L—阿伏伽德罗常数 小的微粒在动力学上是稳定体系。
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。
（二）扩散与渗透压
>10-7m)。 胶体分散体系的微粒给药系统包 将微粒直径在括1纳0米-9微～乳1、0-脂4m质范体围、纳的米分粒散、 相统称
为 粒分微散粒体，系由。微纳径粒米全囊都构、小成纳于的米100胶分0n束m散等。体。它系们则的统粒 称为微
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
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。
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 9
(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。
四、微粒的光学性质
如果有一束光线在暗室内通过微粒分散体 系，当微粒大小适当时，光的散射现象十 分明显，在其侧面可以观察到明显的乳光， 这就是Tyndall现象。
第一节 概述 分散体系概念、特点和应用及检测
第二节 物化性质 主要物理性质：动力学，光学和电学
第三节 物理稳定性理论 DLVO理论、空间稳定理论、空缺稳定理论
第一节 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所形成的体系。被分
2Dt
上述两公式综合可得：
（4-3）
D RT 1
L 6r
（4-4）
可见粒子的扩散能力和粒子的大小成反比，粒径越大， 扩散能力越弱
半透膜两侧分别放入溶液和纯溶剂，这时纯 溶剂侧的溶剂分子通过半透膜的扩散到溶液
侧，这种现象称为渗透。
如果没有半透膜，溶质分子将从高浓度向低 浓度方向扩散。胶体粒子比溶剂分子大得多， 不能通过半透膜，因此在溶胶和纯溶剂之间 会产生渗透压，渗透压的大小可用稀溶液的 渗透压公式计算：
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。
人肺毛细血管直径为2m，大于肺毛细血管直径的 粒子被滞留下来，小于该直径的微粒则通过肺而 到达肝、脾，被巨噬细胞清除。
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。
第二节 微粒分散系的主要性质和特点
动力学性质 光学性质 电学性质
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
Π=cRT
（4-5）
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。
三、微粒的动力学性质
布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩
散和沉降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。
wk.baidu.com
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。
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。
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。
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；
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。
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。
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 DA dC
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。
Brown运动的位移与扩散系数之间的关系：
散的物质称为分散相(disperse phase)，而连 续的介质称为分散介粗剂分、质散乳(d体剂is系、p的微er微囊se粒 、m给微e药球di系等um统。)包它。括们混的悬粒 分散体系按分散相粒子径的在5直00n径m～大1小00可m范分围为内小。 分子真溶液(直径<10-9m)、胶体分散体系(直 径 在 10-7 ～ 10-9m 范 围 )和 粗 分 散 体 系 (直 径
（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：
(4-1)
RTt
L3 r
t—时间；T—系统热力学温度； η—介质黏度 r—微粒半径；L—阿伏伽德罗常数 小的微粒在动力学上是稳定体系。
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。
（二）扩散与渗透压
>10-7m)。 胶体分散体系的微粒给药系统包 将微粒直径在括1纳0米-9微～乳1、0-脂4m质范体围、纳的米分粒散、 相统称
为 粒分微散粒体，系由。微纳径粒米全囊都构、小成纳于的米100胶分0n束m散等。体。它系们则的统粒 称为微
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
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。
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 9
(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。
四、微粒的光学性质
如果有一束光线在暗室内通过微粒分散体 系，当微粒大小适当时，光的散射现象十 分明显，在其侧面可以观察到明显的乳光， 这就是Tyndall现象。