依數性:數數,而非辨認
溶液的某些性質只在乎溶解粒子的數目,而不在乎它們的化學身份。這些就是依數性:溶質會降低溶劑的蒸氣壓與凝固點、升高其沸點,並產生滲透壓——而一摩爾溶解的糖與一摩爾溶解的尿素,粒子數相等,效果便相同。一種解離成兩個離子的鹽則按雙倍計。
這條「數數」原理,正是張力計算背後那位默默無聞的主力。由於凝固點降低本身也是依數性,實驗室常用它作替代測量:把一份溶液的凝固點降低值配到與血液一致,就配齊了它的粒子數——也幾乎配齊了它的舒適度。
滲透,以及它積聚的壓力
把純水與糖溶液置於一張只讓水通過、不讓糖通過的膜兩側,水便會向糖那側流去——把它稀釋,彷彿要扯平。這種自發流動就是滲透。滲透壓是你需要施加在溶液一側、以阻止該流動的壓力;溶解的粒子越多,它升得越高。細胞膜的行為很像那張選擇性屏障,這正是它對浸潤活組織的藥物如此重要的原因。
張力:善待一個細胞
張力描述一份溶液如何透過滲透影響細胞體積。等滲溶液與細胞內部相匹配,水既不衝入也不流出——紅血球保持其形狀。低滲溶液(粒子太少)讓水湧入,直到細胞膨脹甚至破裂;高滲溶液(粒子太多)把水抽出,使細胞皺縮。對任何注射劑或眼用製劑而言,等滲性決定了是撫慰還是刺痛——更甚者,是安全還是有害。
要把溶液調到等滲,我們加入一種張力調節劑——通常是氯化鈉或葡萄糖。其記帳用到氯化鈉當量(E 值):與一克藥物產生相同滲透效應的 NaCl 克數。先算出藥物貢獻的部分,再加入足量 NaCl,把總量補足到與血液相當的 0.9%。
Sodium chloride equivalent (E value) method Goal: make 100 mL isotonic. Blood is isotonic with 0.9 g NaCl per 100 mL. Drug: 1.0 g of a drug with E = 0.20 -> this drug acts like 1.0 g x 0.20 = 0.20 g NaCl NaCl already 'supplied' by the drug = 0.20 g NaCl needed for full isotonicity = 0.90 g NaCl to add = 0.90 - 0.20 = 0.70 g per 100 mL So dissolve the 1.0 g drug + 0.70 g NaCl, make up to 100 mL -> an isotonic solution kind to cells.