依数性:数数,而非辨认
溶液的某些性质只在乎溶解粒子的数目,而不在乎它们的化学身份。这些就是依数性:溶质会降低溶剂的蒸气压与凝固点、升高其沸点,并产生渗透压——而一摩尔溶解的糖与一摩尔溶解的尿素,粒子数相等,效果便相同。一种解离成两个离子的盐则按双倍计。
这条“数数”原理,正是张力计算背后那位默默无闻的主力。由于凝固点降低本身也是依数性,实验室常用它作替代测量:把一份溶液的凝固点降低值配到与血液一致,就配齐了它的粒子数——也几乎配齐了它的舒适度。
渗透,以及它积聚的压力
把纯水与糖溶液置于一张只让水通过、不让糖通过的膜两侧,水便会向糖那侧流去——把它稀释,仿佛要扯平。这种自发流动就是渗透。渗透压是你需要施加在溶液一侧、以阻止该流动的压力;溶解的粒子越多,它升得越高。细胞膜的行为很像那张选择性屏障,这正是它对浸润活组织的药物如此重要的原因。
张力:善待一个细胞
张力描述一份溶液如何通过渗透影响细胞体积。等渗溶液与细胞内部相匹配,水既不冲入也不流出——红细胞保持其形状。低渗溶液(粒子太少)让水涌入,直到细胞膨胀甚至破裂;高渗溶液(粒子太多)把水抽出,使细胞皱缩。对任何注射剂或眼用制剂而言,等渗性决定了是抚慰还是刺痛——更甚者,是安全还是有害。
要把溶液调到等渗,我们加入一种张力调节剂——通常是氯化钠或葡萄糖。其记账用到氯化钠当量(E 值):与一克药物产生相同渗透效应的 NaCl 克数。先算出药物贡献的部分,再加入足量 NaCl,把总量补足到与血液相当的 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.