药物微粒分散系的基础理论5
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药物微粒分散系 的
基础理论
药物微粒分散系的基础理论
第一节 概 述 第二节 微粒分散系的主要性质与特点 第三节 微粒分散体系的物理稳定性
第一节 概 述
分散体系(disperse system) ：一种或几种 物质高度分散在某种介质中所形成的体系。
分散相(disperse phase)，被分散的物质 分散介质(disperse medium)：连续的介质
I I0 2434V2 nn222nn0202
I~散射光强度；I0~入射光的强度；n~分散 相的折射率；no~分散介质的折射率；λ~入 射光波长；V~单个粒子的体积；υ~单位体 积溶液中粒子数目
I∝V2，利用这一特性可以测定粒子大小及 分布
二、 微粒大小与体内分布
不同大小的微粒分散体系在体内具有不同的分布 特征。
三、 微粒的动力学性质
布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象 又是布朗运动的宏观表现。正是由于布朗运动 使很小的微粒具有了动力学的稳定性。
微粒作布朗运动时的平均位移Δ可用布朗运动 方程表示
RTt
3rN A
t~时间；T~系统温度；η~介质粘度；r~微粒 半径；NA~介质中微粒的数目
四、微粒的光学性质
在本章节中，以微粒分散系的物理稳 定性为中心，介绍基本性质及有关稳 定性的基本理论
第二节 微粒分散系的主要性质与特点
微粒分散体系的性质包括其热力学性质、 动力学性质、光学性质和电学性质等 。
首先介绍粒径大小和物理稳定性有关的基 本性质 。 一、微粒大小与测定方法；二、 微粒大小与体内分布；三、 微粒的动力学 性质；四、微粒的光学性质； 五、微粒的 电学性质。
粗分散体系的微粒给药系统主要包括：
混悬剂、乳剂、微囊、微球等，粒径在 500nm~100μm范围内；
胶体分散体系的微粒给药系统主要包括：
纳米微乳、脂质体、纳米粒、纳米囊、纳 米胶束等 ，粒径全都小于1000nm。
微粒分散体系特殊的性能：
①微粒分散体系是多相体系，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；
一、微粒大小与测定方法
主要介绍测定纳米级粒子大小的方法。
1．电子显微镜法
测定原理为：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，在电场的作用下它可呈曲线 运动，翻越障碍进入检测器，因而使表面凸凹的各 个部分都能清晰成像。
低分子的真溶液则是透射光为主，同样也 观察不到乳光。
在纳米级大小的微粒分散体系中，即使在 正常的室内光线下，也可以观察到明显的 乳光，即丁铎尔现象。
五、微粒的电学性质
微粒的表面可因电离、吸附或摩擦等而带上 电荷。
(—)电泳 (二)微粒的双电层结构
(—)电泳
电泳(electro phoresis)
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；
Байду номын сангаас
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 等等。
即溶媒
分散体系按分散相粒子的直径大小可分为：
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) 粗分散体系(直径＞10-7m)。 将微粒直径在l0-9~10-4m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。
在药剂学中，微粒分散体系被发展成为微 粒给药系统。
当一束光照射到一个微粒分散体系时，可 以出现光的透射、反射和散射等现象。光 的吸收主要由微粒的化学组成与结构所决 定；光的反射与散射主要取决于微粒的大 小。
当微粒大小适当时，光的散射现象十分明 显。丁铎尔现象正是微粒散射光的宏观表 现。这已经成为判断纳米体系的一个简单 的方法。
粗分散体系由于反射光为主，不能观察到 丁铎尔现象；
Fe E Fs 6 r
故有
E 6 r
E 6 r
υ∝1/r，微粒越小，移动越快。
(二)微粒的双电层结构
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；
＜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o.1~3.0μm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。
＞50μm的微粒至肠系膜动脉、门静脉、肝动脉或 肾动脉，可使微粒分别被截留在肠、肝、肾等相 应部位。
2．激光散射法
当一束单色、相干的激光沿入射方向照射 到无吸收的溶液时，分子的电子云在电磁 波的作用下极化，形成诱导偶极子，其随 着电磁波的振动，向各个方向辐射出电磁 波，形成二次光源，这就是散射光的来源。
对于溶液，散射光强度与溶液的性质、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，存在瑞利散射公式：
将两个电极插入微粒分散体系的溶液中， 再通以电流，则分散于溶液中的微粒可向 阴极或阳极移动，这种在电场作用下微粒 的定向移动就是电泳。
设有一个半径为r的球形微粒，表面电荷密 度为σ，在场强为E的电场作用下移动，其 恒速运动的速度为υ，此时微粒受两种作用 力，一种是静电力(Fe)，另一种是摩擦阻力 (Fs)，而且这两种力在恒速运动时大小相等
基础理论
药物微粒分散系的基础理论
第一节 概 述 第二节 微粒分散系的主要性质与特点 第三节 微粒分散体系的物理稳定性
第一节 概 述
分散体系(disperse system) ：一种或几种 物质高度分散在某种介质中所形成的体系。
分散相(disperse phase)，被分散的物质 分散介质(disperse medium)：连续的介质
I I0 2434V2 nn222nn0202
I~散射光强度；I0~入射光的强度；n~分散 相的折射率；no~分散介质的折射率；λ~入 射光波长；V~单个粒子的体积；υ~单位体 积溶液中粒子数目
I∝V2，利用这一特性可以测定粒子大小及 分布
二、 微粒大小与体内分布
不同大小的微粒分散体系在体内具有不同的分布 特征。
三、 微粒的动力学性质
布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象 又是布朗运动的宏观表现。正是由于布朗运动 使很小的微粒具有了动力学的稳定性。
微粒作布朗运动时的平均位移Δ可用布朗运动 方程表示
RTt
3rN A
t~时间；T~系统温度；η~介质粘度；r~微粒 半径；NA~介质中微粒的数目
四、微粒的光学性质
在本章节中，以微粒分散系的物理稳 定性为中心，介绍基本性质及有关稳 定性的基本理论
第二节 微粒分散系的主要性质与特点
微粒分散体系的性质包括其热力学性质、 动力学性质、光学性质和电学性质等 。
首先介绍粒径大小和物理稳定性有关的基 本性质 。 一、微粒大小与测定方法；二、 微粒大小与体内分布；三、 微粒的动力学 性质；四、微粒的光学性质； 五、微粒的 电学性质。
粗分散体系的微粒给药系统主要包括：
混悬剂、乳剂、微囊、微球等，粒径在 500nm~100μm范围内；
胶体分散体系的微粒给药系统主要包括：
纳米微乳、脂质体、纳米粒、纳米囊、纳 米胶束等 ，粒径全都小于1000nm。
微粒分散体系特殊的性能：
①微粒分散体系是多相体系，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；
一、微粒大小与测定方法
主要介绍测定纳米级粒子大小的方法。
1．电子显微镜法
测定原理为：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，在电场的作用下它可呈曲线 运动，翻越障碍进入检测器，因而使表面凸凹的各 个部分都能清晰成像。
低分子的真溶液则是透射光为主，同样也 观察不到乳光。
在纳米级大小的微粒分散体系中，即使在 正常的室内光线下，也可以观察到明显的 乳光，即丁铎尔现象。
五、微粒的电学性质
微粒的表面可因电离、吸附或摩擦等而带上 电荷。
(—)电泳 (二)微粒的双电层结构
(—)电泳
电泳(electro phoresis)
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；
Байду номын сангаас
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 等等。
即溶媒
分散体系按分散相粒子的直径大小可分为：
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) 粗分散体系(直径＞10-7m)。 将微粒直径在l0-9~10-4m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。
在药剂学中，微粒分散体系被发展成为微 粒给药系统。
当一束光照射到一个微粒分散体系时，可 以出现光的透射、反射和散射等现象。光 的吸收主要由微粒的化学组成与结构所决 定；光的反射与散射主要取决于微粒的大 小。
当微粒大小适当时，光的散射现象十分明 显。丁铎尔现象正是微粒散射光的宏观表 现。这已经成为判断纳米体系的一个简单 的方法。
粗分散体系由于反射光为主，不能观察到 丁铎尔现象；
Fe E Fs 6 r
故有
E 6 r
E 6 r
υ∝1/r，微粒越小，移动越快。
(二)微粒的双电层结构
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；
＜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o.1~3.0μm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。
＞50μm的微粒至肠系膜动脉、门静脉、肝动脉或 肾动脉，可使微粒分别被截留在肠、肝、肾等相 应部位。
2．激光散射法
当一束单色、相干的激光沿入射方向照射 到无吸收的溶液时，分子的电子云在电磁 波的作用下极化，形成诱导偶极子，其随 着电磁波的振动，向各个方向辐射出电磁 波，形成二次光源，这就是散射光的来源。
对于溶液，散射光强度与溶液的性质、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，存在瑞利散射公式：
将两个电极插入微粒分散体系的溶液中， 再通以电流，则分散于溶液中的微粒可向 阴极或阳极移动，这种在电场作用下微粒 的定向移动就是电泳。
设有一个半径为r的球形微粒，表面电荷密 度为σ，在场强为E的电场作用下移动，其 恒速运动的速度为υ，此时微粒受两种作用 力，一种是静电力(Fe)，另一种是摩擦阻力 (Fs)，而且这两种力在恒速运动时大小相等