氯化鈉、葡萄糖注射液和酒精等藥液黏度的測量

呂道文 張擁軍

(蚌埠醫(yī)學(xué)院物理教研室 安徽蚌埠 233000)

黏度是反映流體流動特征的重要物理量，不同的液體(如水、酒精、糖漿等)一般具有不同的黏度值。在臨床醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)等許多方面經(jīng)常會用到關(guān)于液體黏度特性的知識及黏度的數(shù)值。例如，臨床上使用的不同藥液就具有不同的黏度，因而具有不同的性質(zhì)與功效?，F(xiàn)代藥物動力學(xué)理論指出，藥物溶液的黏度與其制劑的制備及臨床應(yīng)用密切相關(guān)，涉及藥物溶液的流動性與穩(wěn)定性以及在給藥部位的滯留時間。以滴眼劑為例，其黏度適當(dāng)增大可使藥物在眼內(nèi)停留時間延長，從而增強藥物的作用，同時黏度增加后減少刺激作用，也能夠增加藥效［1］。又如:很多疾病都可使血液的黏度發(fā)生改變，在臨床上測定全血黏度和血漿黏度已成為血液流變學(xué)檢查的一項重要指標，是醫(yī)生判斷患者病情變化的一個重要參考依據(jù)［2］。因此在藥物研究制備和醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用等許多方面，液體黏度的準確測定已經(jīng)受到人們的廣泛重視。

NaCL溶液、葡萄糖溶液和酒精等是醫(yī)學(xué)臨床上經(jīng)常使用的幾種藥液。人體的組織液也主要是鹽溶液，它提供了直接浸浴著絕大部分機體細胞的液體環(huán)境;體液細胞內(nèi)外充滿了葡萄糖;而酒精在醫(yī)學(xué)中經(jīng)常用作一種消毒藥劑。研究這些藥液的黏度對藥物學(xué)的研究和臨床應(yīng)用有相當(dāng)大的參考價值。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器與藥液樣品 奧氏黏度計為上海玻璃儀器廠生產(chǎn)，毛細管內(nèi)徑約0.5mm，毛細管長約110mm，全長約230mm，測定球體積約2.5mL。臨床用NaCl注射液為蚌埠豐原涂山制藥有限公司生產(chǎn)，濃度為0.9%。臨床用葡萄糖注射液為蚌埠豐原涂山制藥有限公司生產(chǎn)，濃度為5%。酒精為宜興市第二化學(xué)試劑廠生產(chǎn)，濃度為95%。

1.2 實驗原理 本實驗使用奧氏黏度計，以蒸餾水作為標準液體，采用比較法測量幾種藥液樣品的黏度［3］。實驗裝置如圖1所示。

根據(jù)泊肅葉定律，在t秒內(nèi)流經(jīng)奧氏黏度計的毛細管的液體體積為V，則可求得液體的黏度為

實驗時，首先將一定體積的標準液體從大管口注入到黏度計中，再用吸球?qū)⒁后w慢慢地吸入B泡中，直至液面升高到標線I1以上。取下吸球以后，因兩邊液體的高度不同，B泡內(nèi)液體會經(jīng)毛細管C流回到A泡。測量液面從標線I1落到標線I2所需的時間t1，此時間即為標準液體在黏度計中兩條標線之間的體積流過毛細管的時間。然后將標準液體全部倒出，在黏度計注入相同體積的待測液體，用同樣的方法測量該液體流過毛細管的時間t2，根據(jù)泊肅葉定律，可得

式中管子兩端的壓強差ΔP=ρgΔh，由于2種液體體積相同，所以在兩過程中液面的高度差△h對應(yīng)相等，其壓強差的比值即等于2種液體的密度比。因此有

圖1 用奧氏黏度計測量液體黏度

由此可見，如果標準液體的黏度η1已知，測出相同溫度下2種液體的密度ρ1和ρ2，根據(jù)實驗測出的2種液體在黏度計中流過的時間t1和t2，即可算出在此溫度下待測液體的黏度η2。

1.3 實驗方法 ①將黏度計清洗干凈，按圖1所示安裝好，盡量保持黏度計處于豎直狀態(tài)。玻璃杯中裝滿水。②用量筒量取10mL的蒸餾水，由大管口注入到A泡中。③用吸球從小管口將蒸餾水吸入到B泡中，使其液面上升到標線I1以上。④取下吸球，使B泡中液體自動流回A泡，用秒表記錄液面從標線I1下降到標線I2所需要的時間t1，同時記下水的溫度T1。按上述方法重復(fù)測量5次，并將數(shù)據(jù)記入表1中。⑤取下黏度計，將蒸餾水全部倒出，并清洗干凈后再安裝到裝置中。⑥重復(fù)步驟①～⑤，用相同的方法分別測量10mL的NaCL注射液、10mL的葡萄糖注射液和10mL的酒精在黏度計中流過所需要的時間t2、t3和t4，各重復(fù)5次，將數(shù)據(jù)記入表1中。見表1。⑦用比重計分別測量蒸餾水、NaCL注射液、葡萄糖注射液和酒精的密度ρ1、ρ2、ρ3、ρ4。查出蒸餾水在該溫度下的黏度 η1，根據(jù)(3)式計算3種藥液的黏度值，結(jié)果見表2。

表1 4種液體的測量時間(溫度:17℃)

表2 待測液體的黏度(溫度:17℃)(±s)

表2 待測液體的黏度(溫度:17℃)(±s)

注射液 葡萄糖注射液 酒精時間t(s) 94.53±0.26 103.96±0.42 93.42±0.16 167.74±0蒸餾水 NaCL 1.05 1.08±0.01 1.21±0.01 1.57±0.01 1005.30±0.03 1011.60±2.93 1023.10±7.43 823.94±3.07黏度η(×10-3pa·s).41密度ρ(kg/m3)

2 結(jié)果

液體的黏度主要取決于其性質(zhì)及組成情況，并且對溫度的依從性較為顯著。從表2中可以看出，NaCL注射液的黏度與蒸餾水的黏度相比略有增加。其原因是NaCL注射液雖是用水配制而成，但由于在溶液中含有Na+和CL-，使其黏度有所增加。在某些情況下，NaCL是可以作為無機鹽增黏劑來使用的［4］。對于臨床上使用的NaCL注射液，由于其含鹽的濃度較低，所以黏度的增加也較小。這是因為0.9% 氯化鈉水溶液的滲透壓值和正常人的血漿、組織液都是大致一樣的，也是人體細胞所處的液體環(huán)境濃度。這一黏度值比較合乎人的生理環(huán)境需要。通過實驗發(fā)現(xiàn)，葡萄糖注射液和酒精的黏度與水相比都有明顯的增加，分析其原因，應(yīng)該與葡萄糖和酒精的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。葡萄糖為多羥基類化合物，酒精是含羥基的醇類化合物，它們的分子間均可形成氫鍵，使分子間的作用力較大，故而黏度也會相應(yīng)增大。臨床用的5%葡萄糖注射液也是一種等滲溶液，主要用于補充水分和糖分，同時也是靜脈給藥的載體溶劑，用于稀釋其他注射劑。因此其具有較大的黏度可以改變藥液在血管內(nèi)流動狀態(tài)，從而對藥液的吸收產(chǎn)生影響。

［1］鄒立家.藥劑學(xué)［M］.北京:中國醫(yī)藥科技出版社，1996.190，422

［2］李影林.臨床醫(yī)學(xué)檢驗手冊［M］.吉林:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1987.67-75

［3］魏 杰.醫(yī)用物理學(xué)實驗［M］.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2011.38-43

［4］周文杰，陳海佳.增稠劑對AESA洗滌劑體系粘度的影響［J］.廣東化工，2003，5:10