觸變膠體溶液簡介

觸變膠體溶液：有少數(shù)膠體溶液，如硬脂酸鋁分散于植物油中形成的膠體溶液，在一定溫度下靜置時，逐漸變?yōu)榘牍腆w狀凝膠，當(dāng)振搖時，又變成可流動的膠體溶液。膠體溶液的這種性質(zhì)稱為觸變性，這種膠體稱為觸變膠。觸變膠在混懸型滴眼液或注射液的概念中有時可以遇到。

動物藥材中含有各種蛋白質(zhì)及許多高分子物質(zhì)，其中有的就是要提取的有效成分，有的雖然不是有效成分，也在提取時常常洛人提取液之中，往往形成膠體溶液。這樣在動物藥提取制劑這方面工作往往涉及膠體溶液的種類、特性、穩(wěn)定性及影響因素等。

膠體溶液是指一定大小的固體顆粒藥物或高分子化合物分散在溶媒中所形成的溶液。其質(zhì)點一般在1～100nm之間，分散媒大多數(shù)為水，少數(shù)為非水溶媒。固體顆粒以多分子聚集體（膠體顆粒）分散于溶媒中，構(gòu)成多相不均勻分散體系（疏液膠）高分子化合物以單分子形式分散于溶媒中，構(gòu)成單相均勻分散體系（親液膠）。這類溶液具有其特有性質(zhì)，它既不同于低分子分散系－－真溶液（分散相質(zhì)點小于1nm），也不同于粗分散系－－混懸液（分散相質(zhì)點大于100nm）。膠體溶液在藥劑學(xué)中應(yīng)用甚廣，尤其動、植物藥在制劑過程中更與膠體溶液有密切關(guān)系。

-膠體溶液的種類

-膠體溶液的特性

-膠體溶液的穩(wěn)定性

1）膠體溶液的種類

膠體按膠粒與分散媒之間的親和力強弱，可分為親液膠體和疏液膠體、當(dāng)分散媒為水時，則稱為親水膠體和疏水膠體。膠體分散在分散媒中形成的系統(tǒng)稱為膠體溶液，中藥藥劑學(xué)中應(yīng)用較多的是膠體水溶液。

親水膠體溶液：膠體化合物（蛋白質(zhì)及其他高分子化合物）的分子結(jié)構(gòu)中含有許多親水基團，能與水分子發(fā)生作用。質(zhì)點水化后似分子狀態(tài)分散于水中，形成親水膠體溶液。如動物膠汁（阿膠、鹿角膠、明膠及骨膠等）、酶的水溶液（胃蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶、尿激酶等）及其他含蛋白質(zhì)的生化制劑，植物中纖維素衍生物，天然的多糖類、粘液質(zhì)及樹膠等，人工合成的右旋糖酐、聚乙烯吡咯烷酮等等遇水后所形成的膠體溶液均屬此類。親水膠體絕大多數(shù)為高分子化合物，所以親水膠體溶液也稱高分子水溶液。隨著非極性基因數(shù)目的增多，膠體的親水性能降低，而對半極性溶媒及非極性溶媒的親和力增加，膠體質(zhì)點分散在這些溶媒中時，形成的溶液稱為親液膠體溶液或高分子非水溶液，如玉米朊乙醇溶液或丙酮溶液。

疏水膠體溶液：疏水膠體溶液又稱溶膠，是由多分子聚集的微粒（1～100nm）分散于水中形成的分散體系。微粒與水之間水化作用很弱，因此它們與水之間有較明顯的界面，所以溶膠是一個微多相分散系統(tǒng)，具有聚結(jié)不穩(wěn)定性。溶膠微粒表面有很薄的雙電層結(jié)構(gòu)，這種雙電層結(jié)構(gòu)有助于溶膠的穩(wěn)定性。在藥物劑型中疏水膠體為數(shù)極少，但在中藥藥劑的制備過程中時常遇到。如在膠劑制備時，往膠汁中加入少量明礬，使膠汁中微細的固體顆粒（粒徑為1～100nm的塵土等雜質(zhì)）沉淀除去。

保護膠體溶液：疏水膠體溶液如上所述，具有膠粒易聚結(jié)成大的粒子而產(chǎn)生沉淀的不穩(wěn)定性。向疏水膠體洛液中加入一定量親水膠體溶液，使膠粒表面吸附一層親水膠體，阻礙膠粒間的相互接觸，增加了疏水膠體的穩(wěn)定性，這種作用稱為膠體的保護作用，這類膠體稱為保護膠體。上面所舉膠劑熬制中膠汁從這個角度來看，因固體顆粒會吸附一些膠液，因此亦可視為保護膠體；中藥湯劑中凡含有膠劑（阿膠、鹿角膠等）者，當(dāng)將膠劑烊化湯液之中后，便可能產(chǎn)生保護膠體，使水溶性較差的成分分散于湯液中而利于藥效。

凝膠與干膠：有些親水膠體溶液，如明膠水溶液，阿膠、鹿角膠等水溶液，瓊脂水溶液等，在溫?zé)釛l件下為粘稠性流動的液體。但當(dāng)溫度降低時，呈鏈狀分散的高分子形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分散介質(zhì)水被全部包含在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之中，形成了不流動的半固體狀物，稱為凝膠，形成凝膠的過程稱為膠凝。2%明膠水溶液，在一定溫度下，便可形成凝膠；而阿膠等水溶液，則需要較大的濃度時才能形成凝膠，是因為部分膠原蛋白被水解的緣故。凝膠在適當(dāng)溫度下放置，失去了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分，形成固體膠塊稱為干凝膠。干凝膠遇水又可以溶化形成親水膠體溶液，如果將干凝膠粉碎，則膠溶變快，在溫?zé)岬乃泻芸煨纬捎H水膠體溶液。中藥膠劑的制備和應(yīng)用的全過程，實際上使膠原或變性產(chǎn)物溶解在水中，形成親水膠體溶液；再濃縮到一定濃度，放冷再形成凝膠；將凝膠切成片狀塊晾干，使成干凝膠。

觸變膠溶液：有少數(shù)膠體溶液，如硬脂酸鋁分散于植物油中形成的膠體溶液，在一定溫度下靜置時，逐漸變?yōu)榘牍腆w狀凝膠，當(dāng)振搖時，復(fù)又變成可流動的膠體溶液。膠體溶液的這種性質(zhì)稱為觸變性，這種膠體稱為觸變膠。觸變膠在混懸型滴眼液或注射液中，有時可以遇到。

2)膠體溶液的特性

了解和利用膠體特性對于制備穩(wěn)定的膠體溶液型藥劑和用作其他劑型藥劑的工藝過程是很重要的。如含蛋白質(zhì)制品的鹽析法和透析法純化，以及中草藥注射劑中常用的乙醇沉淀法去雜質(zhì)，均與膠體特性有關(guān)。因溶液和高分子溶液的性質(zhì)之間難以明顯地區(qū)分，現(xiàn)綜合的膠體溶液特性敘述如下：

①分散粒子（膠粒）大小介于真溶液與粗分散體系之間，因此，膠體浴液與真溶液不同。具有一定的粘度，其膠粒的擴散速度小，能穿過濾紙而不能透過半透膜，對溶液的沸點升高、冰點降低、蒸汽壓下降和滲透壓等方面影響也小。由于這一特性，提純膠體可應(yīng)用透析與電滲析，分離膠粒可應(yīng)用超速離心法等。

②膠體微粒具布朗運動，因此，膠體溶液與粗分散體系也不同。屬動力學(xué)穩(wěn)定體系而沉降速度小。故膠體溶液可保持相當(dāng)長時間而不致發(fā)生沉淀。但膠體體系中除具較強的布朗運動外，由于分散度高，膠粒的比表面與表面能大，又具有膠粒合并降低表面能的自發(fā)趨勢。故膠體溶液亦屬熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，常有聚結(jié)現(xiàn)象，致使膠體溶液在長期貯存過程中出現(xiàn)陳化現(xiàn)象。

③膠體微粒對光線產(chǎn)生散射作用，因此，當(dāng)強光通過溶液時，在光線通過的側(cè)面，暗室觀察可見無數(shù)閃光的光點。如同陽光從窗孔中射入一間有塵埃的暗室所見一樣。此現(xiàn)象稱為丁達爾效應(yīng)。又因散射光的強度與膠粒大小有關(guān)（當(dāng)溶液濃度一定時），故可從散射光強度的變化推知膠液分散度的變化，以研究膠體溶液的穩(wěn)定性。同時可以利用散射光強度測定其濃度即比濁分析，所用儀器為乳光計。很多膠體溶液因吸收不同波長的光線而帶顏色。如蛋白銀溶液為深紅色。且膠粒愈小，所吸收的光線愈偏于短波（藍、紫色），故膠粒大小亦能影響制品的色澤。如膠態(tài)金離子由小而大時，溶液的顏色由紅轉(zhuǎn)紫而藍。

④波體微粒帶有電荷。膠粒的帶電可以用膠液在電場作用下，其中分散相質(zhì)點（膠粒）向帶有相反符號的電極泳動，而介質(zhì)向另一電極泳動的動電現(xiàn)象來證明。

現(xiàn)在認為膠粒的帶電具有雙電層結(jié)構(gòu)。即膠粒吸附了電解質(zhì)中的一種離子形成吸附層，異性離子分布在靠近膠粒表面的擴散層中，這樣形成了雙電層。膠粒的吸附層與擴散層之間存在有電位差，即稱為二電位。二電位的大小關(guān)系著膠體的穩(wěn)定性。

藥劑中常見膠體所帶電荷如下：

帶陽電荷的正膠體，金屬氫氧化物（氫氧化鐵、氫氧化鋁等）、堿性染料（龍膽紫、亞甲藍等）、汞溴紅、血紅素、酸性溶液中的蛋白質(zhì)等。

帶陰電荷的負膠體金屬及金屬硫化物、酸性染料（莧紅、靛藍等）、淀粉、西黃芪膠、羧甲基纖維素鈉、堿性溶液中的蛋白質(zhì)等。

了解膠體荷電之正負有助于膠體溶液型藥劑的合理制備。如胃蛋白酶合劑中的胃蛋白酶，已知在酸性環(huán)境中荷正電，而一般濾紙，紗布等纖維性濾材是荷負電，則在制備該合劑時，應(yīng)該避免濾過，以免電性中和，使胃蛋白酶析出在濾紙上而降低藥效。

3）膠體溶液的穩(wěn)定性

膠體分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要取決于水化作用與膠粒的電荷二因素，現(xiàn)將親水膠和疏水膠的穩(wěn)定性分別討論如下：

（a）親水膠體的穩(wěn)定性主要靠其強的溶劑化作用與膠粒的水化層。由于膠粒周圍的水化層阻礙了粒子的相互聚結(jié)，水化層越厚，穩(wěn)定性越大。因此，凡能破壞膠粒水化層的因素，均能引起親水膠體的不穩(wěn)定。如在親水膠體中添加少量電解質(zhì)時，不會因相反電荷的離子作用而引起凝結(jié)。一旦水化層被除去，形成了疏水膠粒后，則很容易發(fā)生凝結(jié)面析出沉淀。例如阿拉伯膠、瓊脂等膠液中添加乙醇脫水后，膠粒失去水化層，遇陽離子即發(fā)生凝結(jié)。同樣，若在親水膠體中加入大量電解質(zhì)，由于電解質(zhì)離子本身具強烈的水化性質(zhì)，加入后，脫掉了膠粒的水化層，也必引起凝結(jié)與沉淀。此作用稱為鹽析。

在親水膠體中加入大量乙醇、丙酮、糖漿等脫水劑，亦可使溶劑化了的膠粒水化層破壞，脫水而析出。或者雖未析出，但對電解質(zhì)的敏感性增加而更易鹽析。

親水膠體若久經(jīng)光、熱、空氣等影響而發(fā)生化學(xué)變化，其變化產(chǎn)物又具有較小的溶解度時，也會出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。如在膠體溶液中加入不相混合的液體后通電，或猛烈振搖，或煮沸、冰凍時，均能產(chǎn)生部分或全部膠粒的凝結(jié)。紫外線與X射線亦能使膠液對電解質(zhì)敏感。

（b））疏水膠體的穩(wěn)定性由于其膠粒不能水化而主要靠粒子表面帶相同電荷，互相排斥才免于凝結(jié)而得穩(wěn)定。但疏水膠粒只有在構(gòu)成吸附層的吸附離子和部分異性離子存在時才能帶電而具一定程度穩(wěn)定性。若將疏液膠體（一般指溶膠）中少量電解質(zhì)用透析法除去，膠粒失去電荷，膠體就產(chǎn)生凝結(jié)而沉淀。因此，膠體中必須有少量電解質(zhì)的存在作穩(wěn)定劑，其正負電荷組成膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)，使疏水膠粒帶一定量電荷而達到一定程度的穩(wěn)定作用。電解質(zhì)的加入量必須適當(dāng)，若加入過多，隨著外加離子濃度的增加，可將原來分布在擴散層中的異性離子擠到吸附層中，使其離予吸附層較遠的擴散層中異性離子向吸附層靠近，使擴散層逐漸變薄，降低了起穩(wěn)定作用的電位。當(dāng)電位降至臨界值下，膠粒發(fā)生凝結(jié)?？梢娙苣z對電解質(zhì)是敏感的2100433B

觸變性是液相體系的重要性能，它直接影響到液相體系的外觀，施工性能及儲存穩(wěn)定性等性能，而不同液相體系對觸變劑的要求也有差異。對于油性體系而言，大部分觸變劑都是形成氫鍵而起作用的。表面未處理的氣相二氧化硅聚集體含有多個，其中，一是孤立的未受干擾的自由，二是連生的彼此形成氫鍵的鍵合氫鍵，鍵合在油性體系中，極易形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)受機械力影響時會破壞使粘度下降，液相體系恢復(fù)良好的流動性；當(dāng)剪切力消除后三維結(jié)構(gòu)會自行恢復(fù)粘度上升。

在完全非極性液體中，粘度恢復(fù)時間只需幾分之一秒；在極性液體中回復(fù)時間較長，這取決于氣相二氧化硅的濃度及其分散程度，這一特性賦予油性液相體系非常好的儲存和施工性能，特別是厚漿形液相體系，既能保證液相體系在一定的施工剪切力下有良好的流動性，又能保證涂膜的一次施工厚度，通常在施工過程中，由于涂層邊緣的溶劑揮發(fā)較快，導(dǎo)致表面張力不均勻，容易使液體向邊緣移動，而二氧化硅網(wǎng)絡(luò)能夠有效的阻止液體的移動而形成厚邊，同時還防止液體在固化過程中的流掛現(xiàn)象，使涂層均勻。

同時，氣相二氧化硅由于能形成氫鍵而提高體系中的中低剪切粘度，從而起到增稠作用.因此，氣相二氧化硅在油性體系中的應(yīng)用非常廣泛。

材料的觸變性和剪切變稀特性是兩個不同的概念，前者是黏度隨剪切時間的變化關(guān)系，后者是指穩(wěn)態(tài)剪切黏度隨剪切速率的變化關(guān)系。材料的反觸變性和剪切增稠特性也是兩個不同的概念，不能混淆。材料或流體滯后環(huán)的差異，與材料的結(jié)構(gòu)差異、受力歷史密切相關(guān)。

膠體化合物（蛋白質(zhì)及其他高分子化合物）的分子結(jié)構(gòu)中含有許多親水基團，能與水分子發(fā)生作用。質(zhì)點水化后似分子狀態(tài)分散于水中，形成親水膠體溶液。如動物膠汁（阿膠、鹿角膠、明膠及骨膠等）、酶的水溶液（胃蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶、尿激酶等）及其他含蛋白質(zhì)的生化制劑，植物中纖維素衍生物，天然的多糖類、粘液質(zhì)及樹膠等，人工合成的右旋糖酐、聚乙烯吡咯烷酮等等遇水后所形成的膠體溶液均屬此類。親水膠體絕大多數(shù)為高分子化合物，所以親水膠體溶液也稱高分子水溶液。隨著非極性基因數(shù)目的增多，膠體的親水性能降低，而對半極性溶媒及非極性溶媒的親和力增加，膠體質(zhì)點分散在這些溶媒中時，形成的溶液稱為親液膠體溶液或高分子非水溶液，如玉米朊乙醇溶液或丙酮溶液。

溶脹是否發(fā)生，決定于高聚物和液體的性質(zhì)。線型高聚物先溶脹而后溶解，體型高聚物只溶脹而不溶解。例如明膠能在水中溶脹，但在有機溶劑中卻不溶脹；橡膠能在苯中溶脹，但在水中卻不溶脹。有些高聚物在溶脹后會形成溶膠。例如明膠在水中和橡膠在苯中，加熱時會形成溶膠。

溶膠又稱膠體溶液。由分散質(zhì)的微粒(線性大小一般在10的負5--7次方厘米間)分散在介質(zhì)中所形成的分散物

系。根據(jù)與液體分散介質(zhì)的關(guān)系，可分為親液溶膠和憎液溶膠兩類。與未分散的物質(zhì)相比，分散相的粒子非常小，總面積非常大，這是溶膠具有的特性。