表面活性剂基础知识(五)
增溶剂
一
增溶剂的定义
增溶剂是指药物由于表面活性剂形成胶团后,使其在溶剂中溶解度增大并形成单相缔合胶体溶液的过程,而加入的这种起增溶作用的表面活性剂称为增溶剂。
由于阳离子表面活性剂的毒副作用较大,极少用于药物的增溶,故目前用于药物制剂增溶剂的表面活性剂主要有两类:一是阴离子型表面活性剂,主要用于外用制剂;二是非离子型表面活性剂,这种类型应用最广。
吐温80对硝基苯的增溶作用
二
四种增溶方式
01
非极性分子在胶束内部增溶
被增溶物进入胶束内芯,有如被增溶物溶于液体烃内(如上图所示)。正庚烷、苯、乙苯等简单烃类的增溶属于这种方式,其增溶量随表面活性剂的浓度增高而增大。
02
在表面活性剂分子间的增溶
被增溶物分子固定于胶束“栅栏”之间,即非极性碳氢链插入胶束内芯,极性端处于表面活性剂分子(或离子)之间,通过氢键或偶极子相互作用联系起来。当极性有机物分子的烃链较长时,极性分子插入胶束内的程度增大,甚至极性基也被拉入胶束内(如上图b所示)。长链醇、胺、脂肪酸和各种极性染料等极性化合物的增溶属于这种方式增溶。
03
在胶束表面增溶
被增溶物分子吸附于胶束表面区域,或靠近胶束“栅栏”表面区域(如上图c所示)。高分子物质、甘油、蔗糖及某些不溶于烃的染料的增溶属于这种方式。当表面活性剂的浓度大于cmc时,这种方式的增溶量为一定值。较上两方式的增溶量少。
04
在聚氧乙烯链间的增溶
具有聚氧乙烯链的非离子表面活性剂,其增溶方式与上述三种有明显不同,被增溶物包藏于胶束外层的聚氧乙烯链内(如上图d所示)。例如苯、苯酚即属于这种方式增溶,此种方式的增溶量大于前三种。四种方式增溶的增溶量顺序为(d)>(b)>(a)>(c)。
三
增溶剂的选择
增溶剂的选择,应根据增溶质的性质和制剂的需求,充分结合增溶剂的特性来进行种类和用量的确定,并在使用中考虑增溶效果的影响因素,以及对药物吸收的影响,尽量选择毒、副作用小,增溶量大,价廉易得的增溶剂。
01
增溶剂的性质
(1)碳氢链链长:同系物增溶剂的碳氢链链长、分子量的大小和增溶剂的种类对增溶效果有影响。碳氢链越长,则CMC越小,在形成胶团时,烃核中心区容量越大,增溶效果越强,故增溶能力随碳氢链的增长而增强。对于同系的离子型增溶剂,大约碳氢链每增加1个碳原子,CMC即下降1/2;对于同系的非离子型增溶剂,由于其亲水基团极性相对较弱,碳原子数量增加的影响更为明显,大约碳氢链每增加2个碳原子,CMC可以下降到原来的1/10。
(2)亲水亲油平衡值:HLB值越高,亲水性越强;HLB值越低,亲油性越强。不同HLB值的表面活性剂适合不同的用途。
(3)昙点:含有起昙现象的表面活性剂的制剂,在温度达到昙点时表面活性剂析出,增溶性及乳化性降低,从而使被增溶的物质析出或相应的乳剂可能被破坏,有些制剂可能在温度下降后恢复原状,但有些则难恢复。因此,对某些需要灭菌的制剂,如注射剂、滴眼液要求有一定的稳定性,必须选择昙点在85℃以上的增溶剂。
02
增溶剂的用量
增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系,增溶剂的用量可以用三元相图(或增溶相图)筛选。三元相图是增溶剂、溶剂和增溶质三者间由于百分组成发生改变,引起体系相变的一种图解。由三元相图可以确定增溶剂的最小用量以及增溶质被增溶的最大浓度和可稀释的程度。
03
增溶效果的影响因素
(1)增溶剂的种类:增溶剂的种类对增溶效果有影响。非离子型增溶剂的增溶能力较离子型的强,其HLB值越大,对强极性药物的增溶效果越好,但对极性低的药物却相反。阳离子型增溶剂比阴离子型增溶剂增溶效果好。
(2)药物的性质:药物的性质与非离子型增溶剂性质近似为好,而与离子型增溶剂性质相反为好。不解离的极性药物和非极性药物易被表面活性剂增溶并有较明显的增溶效果;而解离药物往往因其水溶性的缘故,进一步增溶的可能性较小甚至导致溶解度降低。
当解离药物与非离子表面活性剂配伍时,pH值可明显影响药物的增溶量。对于弱酸性药物而言,在偏酸性环境中有较大程度的增溶;对于弱碱性药物,则在偏碱性环境中有更大程度的增溶;两性离子则在等电点时有最大的增溶量。
(3)温度:温度对增溶的影响常因增溶剂种类及药物的不同而不同。对于离子型表面活性剂,在通常情况下,加热升温可增加溶解度。当温度升至某点,其溶解度急剧升高,该温度称为Krafft点。Krafft点是离子型表面活性剂的特征值,也是离子型表面活性剂用于增溶的下限。Krafft点越高,则表面活性剂的CMC越低。
对于含聚氧乙烯基的非离子型增溶剂,增溶操作过程中,也可因升温而增大增溶量,但温度必须在增溶剂的昙点以下。
04
增溶剂对药物吸收的影响
作为增溶剂的表面活性剂的存在,可能会增加药物的吸收也有可能降低药物的吸收,取决于多种因素。
05
增溶剂的使用方法
增溶剂的使用方法与增溶效果密切相关。一般先将药物与增溶剂直接混合,最好完全溶解,必要时加少量水,再加其他附加剂与余下的溶剂,则能较好溶解,增溶量较大;若将增溶剂先溶于水,再加药物则几乎不溶,不能达到预期的目的。
06
增溶剂的毒、副作用
目前,增溶剂常用于液体制剂和注射剂的制备,只有无毒的表面活性剂才能作为内服制剂和注射剂的增溶剂,外用制剂也需考虑其刺激性,因此,选用增溶剂必须注意其毒性、刺激性和溶血等不良作用。