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分散系統分類與膠體粒徑範圍

科目:專技 - 藥劑學(包括生物藥劑學)|題數:16
分散系統分類與膠體粒徑範圍
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建立於 2026年10月25日

學習重點 掌握真溶液、膠體與粗分散系的粒徑及性質差異;膠體常用範圍為約 1~500 nm,但部分分類將上限延伸至 1 μm,須留意邊界差異。 能換算粒徑單位,並運用「立方體比表面積=6/邊長」與「顆粒數=邊長比的三次方」進行計算。 理解膠體的布朗運動、較慢的擴散與較低的滲透壓,並辨識氫氧化鋁膠體與一般懸液劑的性質。 依分散相與連續相判別乳劑、懸液劑、乳漿劑、泡沫與氣膠,區分微膠粒溶液與粗分散系的外觀。 記住醑劑屬溶液,以及丸劑、擦劑、栓劑的名稱與用途。 核心觀念 一、分散系統的粒徑與性質 分散系統由分散相與分散媒(連續相)組成。分類時應看實際分散粒子的大小,不能只看製劑名稱。 比較項目真溶液膠體分散系粗分散系 分散單位分子或離子膠體粒子、大分子或微膠粒較大的固體粒子或液滴 常用粒徑分類約小於 1 nm約 1~500 nm;另有上限至 1 μm 的分類超過所採膠體上限 外觀通常澄清可澄清、半透明或帶乳光通常混濁或乳白 擴散較快較慢極慢 布朗運動分類題不以此為代表特徵代表性特徵通常不明顯 重力分離一般不沉降通常較不易沉降,但不能一概認定不沉降可沉降或浮升 膠體範圍須兼顧兩種出題方式:範圍選項中的「2~500 nm」屬合理膠體範圍;1 μm 則可依較寬的分類納入膠體上界。不要把 500 nm 當成所有情境都不可超過的絕對界線。100 nm 明確屬膠體,10 μm、100 μm 與 1 mm 則明確超出。 二、粒徑單位與比表面積 基本換算:1 μm=1000 nm=10^(-4) cm;1 mm=1000 μm;1 m=10^6 μm。判別粒徑前,先統一成 nm 或 μm。 原數值換算結果判斷 0.01 mm10 μm=10,000 nm粗分散範圍 10^(-6) m1 μm=1000 nm較寬分類的膠體上界 0.01 μm10 nm膠體範圍 10^(-5) cm0.1 μm=100 nm膠體範圍 正立方體邊長為 d,表面積為 6d^2、體積為 d^3,因此以體積為基準的比表面積=6/d。若 d 使用 cm,單位即為 cm^(-1)。切割前後總體積不變,顆粒數=(原邊長/新邊長)^3。 將邊長 1 cm 的立方體切成邊長 0.1 μm 的小立方體:新邊長為 10^(-5) cm,邊長縮小 10^5 倍,可得10^15 個小立方體。比表面積由 6 cm^(-1) 變成6 × 10^5 cm^(-1),為原來的10^5 倍;新粒徑 100 nm 屬膠體範圍。 三、滲透壓、擴散與布朗運動 滲透壓取決於有效滲透粒子的數目濃度。在其他條件可比較時,同量物質若形成較大的分散粒子,粒子數較少,滲透壓貢獻通常較低。因此,粗分散系的分散粒子對滲透壓的貢獻最低,膠體也不以高滲透壓為特徵。實際製劑仍可能因溶解的鹽類或其他小分子而具有滲透壓。 離子解離可增加粒子數,但不能脫離濃度與解離程度,斷言所有離子溶液的滲透壓都高於所有分子溶液。 在相同溫度、介質黏度等條件下,粒子越小,擴散係數通常越大。NaCl 水溶液中的小離子,比 Bentonite Magma、CMC-Na 高分子水溶液與懸液劑中的分散單位擴散快。 布朗運動是介質分子不均勻撞擊分散粒子造成的不規則運動,為膠體的代表性特徵。一般懸液劑粒子較大,重力沉降較明顯;分子與離子雖有熱運動,分類題仍以膠體作為布朗運動的代表。 Aluminum hydroxide gel(氫氧化鋁膠體)的粒子可行布朗運動,也會沉降;這兩種現象並不互斥。它不具高滲透壓,擴散也不比小分子溶液快。Sterile epinephrine suspension則依一般粗分散懸液劑判斷,以粒子會沉降為特徵。不可把氫氧化鋁膠體的性質推廣成所有 gel 或 magma 都必然相同。 四、依兩相狀態判別製劑 分散相/連續相系統或例子 液體/液體乳劑:O/W、W/O;牛奶為典型 O/W 乳劑 固體/液體懸液劑、乳漿劑(magma);如 tetracycline oral suspension、Kaolin mixture with Pectin、Bentonite Magma 氣體/液體泡沫(foam) 固體/氣體煙(smoke)、固體粒子型氣膠 液體/氣體霧、液滴型氣膠或噴霧 乳漿劑不是乳劑:magma 是固體分散於液體;emulsion 才是液體分散於另一不互溶液體。O/W 表示油滴分散在水中,W/O 表示水滴分散在油中,兩者均為液/液系統。Aerosol 則可含固體粒子或液滴,連續相為氣體。 五、外觀與常見劑型分類 微膠粒(micelle)由界面活性劑締合形成,屬締合膠體;其水溶液在肉眼下較可能呈澄清狀。膠體仍可散射光線,呈現廷得耳效應,因此澄清不代表一定是真溶液。 一般 O/W、W/O 乳劑因液滴散射光線而呈乳白或混濁;去凝絮化懸液仍含不溶性固體粒子,去凝絮化不等於溶解,不能據此認定澄清。 常見粗分散劑型包括懸液劑、乳劑、乳霜、懸液或乳液型洗劑及氣膠。醑劑(spirits)是揮發性物質的醇溶液或水醇溶液,屬真溶液。洗劑可有不同配方型態,應依實際組成分類,勿把名稱當成粒徑的絕對保證。 六、法定劑型名稱 丸劑:供內服的球狀固體製劑。 擦劑:供外用塗擦的液體製劑,可為溶液、乳液等型態。 栓劑:置入肛門、陰道等體腔的固體製劑;陰道用者可稱陰道栓,不能因使用部位改稱「塞劑」。 常考陷阱 膠體界線寫得過死:2~500 nm 是合理範圍,1 μm 可落在較寬分類的上界;0.01 mm 則是 10 μm,明確不屬膠體。 切割計算少算次方:邊長縮小 n 倍,比表面積變為 n 倍,顆粒數變為 n^3 倍。0.1 μm 必須先換成 10^(-5) cm。 「膠體必不沉降」:不可作絕對判斷;氫氧化鋁膠體兼具布朗運動與沉降性質。 「高滲透壓、擴散比溶液快」:不是膠體或懸液劑的典型性質。比較擴散時,小離子通常比高分子與粗粒子快。 「透明就是溶液」:微膠粒水溶液也可能澄清;去凝絮化懸液則仍是粗分散系。 名稱誤導:magma 是固/液,milk 是液/液;spirits 是溶液;陰道用固體栓劑不改稱塞劑。 記憶口訣 兩相分類:「液液乳、固液懸或漿;氣液泡、固氣煙、液氣霧。」 立方體切割:「六除邊長得比表;邊縮 n 倍,粒數 n 三次方。」 外觀判別:「微膠粒可澄清,去凝絮仍是懸。」

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  1. 8.下列分散系統何者在肉眼下較有可能呈現澄清狀? (A)微膠粒水溶液 (B)O/W乳劑 (C)W/O乳劑 (D)去凝絮化懸液
  2. 複選題14.有關aluminum hydroxide gel分散系性質之敘述,下列何者正確? (A)具高滲透壓 (B)粒子行布朗運動 (C)擴散速度較溶...
  3. 7 乳漿劑(magma)是屬於下列何種分散系? (A)固體分散於固體 (B)固體分散於液體 (C)氣體分散於液體 (D)液體分散於液體...
  4. 14.有關sterile epinephrine suspension分散系性質之敘述,下列何者正確? (A)具高滲透壓 (B)粒子具布朗運動 (C)粒子會...
  5. 32 下列那一種顆粒粒徑是在膠體分散系範圍內? (A) 100 nm (B) 10 μm (C) 100 μm (D) 1 mm
  6. 10 下列何者不屬於 coarse dispersions? (A) spirits (B) lotions (C) creams (D) aerosols
  7. 11 下列何者具布朗式運動(Brownian motion)? (A)分子溶液 (B)膠體分散系 (C)粗分散系 (D)離子溶液
  8. 19 下列有關法定劑型的敘述何者錯誤? (A)供內服的球狀固體製劑稱為丸劑 (B)供外用塗抹的溶液合劑稱為擦劑 (C)使用於肛...