表面張力分為靜態（平衡）表面張力和動態表面張力(dynamic surface tension,DST)。靜態表面張力是(shi)指表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑在界(jie)面(mian)達到吸附平(ping)衡時的最(zui)低表(biao)面(mian)張力(li)，而DST是(shi)指表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑在達到平(ping)衡吸附前某一時刻的表(biao)面(mian)張力(li)，是(shi)一個變化的值。

當研究(jiu)的(de)液體吸附過程在(zai)快速(su)(su)、持續進行,且短時(shi)間(jian)內無法達到平衡(heng)時(shi),對液體DST的(de)研究(jiu)比靜(jing)態表面張(zhang)力(li)更有意義。如(ru)在(zai)農藥噴灑、噴墨(mo)印(yin)刷、織物快速(su)(su)潤濕,以及(ji)攝影用薄膠片制備中(zhong)。圖(tu)1對比了近10年(2008～2018年)國內外發表的(de)以DST為主要考察項(xiang)的(de)論文數。數據顯示國內在(zai)DST方面的(de)研究(jiu)較少且總體波動不大(da)，而國外則呈(cheng)持續上升趨(qu)勢。

圖1 2008～2018年國內(nei)外發表(biao)的DST文章數量對比圖

研究液體(ti)在藥物制劑過程(cheng)中(zhong)的DST,可挖掘DST與制劑過程(cheng)、制劑產(chan)品之間的關系,進而優化(hua)制劑過程(cheng)、改(gai)進工藝參數。

一、動態表面張力的測定

由于對DST時間(jian)范圍界(jie)定的不同，可(ke)(ke)運用(yong)的測(ce)(ce)量手段也有所(suo)不同。王建坤等認為，在達到(dao)靜態表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)前的表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)變化都可(ke)(ke)算是DST，這個時間(jian)范圍以(yi)幾(ji)毫秒到(dao)幾(ji)小(xiao)時計。可(ke)(ke)用(yong)Wilhelmy吊片法(fa)、DuNouy吊環法(fa)、滴(di)重法(fa)、滴(di)體積法(fa)、懸滴(di)法(fa)、最大氣(qi)泡壓力(li)法(fa)測(ce)(ce)定DST。

圖(tu)2不同的DST測(ce)定(ding)方法(fa)的適用時(shi)間范圍示(shi)意圖(tu)

根據Rosen描述的動態吸(xi)附(fu)過程(cheng)可知在(zai)新表(biao)面(mian)形成(cheng)后1 s內，是表(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)的關鍵期，體系的DST變(bian)化(hua)迅速。中藥(yao)水提(ti)液的表(biao)面(mian)張力在(zai)5~100 ms內具(ju)有較大(da)變(bian)化(hua)，大(da)多數(shu)在(zai)1 s內都已達(da)到平衡(heng)。因此，用于測量DST的方法(fa)應具(ju)有連續(xu)、精(jing)確(que)、快速測量1 s內數(shu)據能力。

二、最大氣泡壓力法

通(tong)(tong)過毛細管將氣(qi)體(ti)注入到待測液體(ti)中時(shi)，在毛細管的端(duan)部重復形成氣(qi)泡(pao)，根據氣(qi)泡(pao)壓力的最(zui)大值和毛細管半徑，計(ji)算得(de)到表面張力。通(tong)(tong)過改變(bian)氣(qi)流流速控(kong)制(zhi)氣(qi)泡(pao)的年齡，可測量不同時(shi)間尺度的表面張力。目前實驗室中多用KRüSS公司(si)的BP100氣(qi)泡(pao)壓力張力儀測定1 s內DST。

三、DST在藥物制劑領域的潛在應用價值

近(jin)10年，DST已受到化(hua)工(gong)、涂料、印染等(deng)領域的(de)廣泛關注。藥物制劑(ji)領域也(ye)有很多液(ye)體(ti)瞬時(shi)運動的(de)過程(cheng)，如噴霧(wu)干(gan)燥(zao)霧(wu)化(hua)，流化(hua)床制粒的(de)粘合(he)劑(ji)霧(wu)化(hua)，關注DST在(zai)液(ye)體(ti)霧(wu)化(hua)及擴(kuo)散潤濕過程(cheng)中(zhong)的(de)作用，是精(jing)細控制制劑(ji)工(gong)藝(yi)的(de)手段(duan)之一(yi)。

1、DST在霧化過程中的作用(yong)

霧(wu)(wu)化是(shi)將液(ye)(ye)體通過(guo)霧(wu)(wu)化器(在一(yi)定壓力下(xia))噴射(she)進入氣(qi)體介質中，使之分散(san)并碎(sui)裂成(cheng)小液(ye)(ye)滴(霧(wu)(wu)滴)的(de)(de)(de)過(guo)程。趙輝等考(kao)察(cha)了(le)相同(tong)條件下(xia)，農藥(yao)藥(yao)液(ye)(ye)在不同(tong)時(shi)間(jian)點(0.023、0.124、0.483和0.998 s)的(de)(de)(de)DST與(yu)(yu)霧(wu)(wu)滴體積中徑(D50)的(de)(de)(de)關(guan)系；發(fa)現D50隨著噴霧(wu)(wu)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)DST值(zhi)的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)而(er)降(jiang)低(di)，二(er)者(zhe)呈線性相關(guan)，但二(er)者(zhe)的(de)(de)(de)相關(guan)系數(shu)k隨DST測定時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)延后(hou)而(er)變差。0.023 s時(shi)的(de)(de)(de)DST與(yu)(yu)D50相關(guan)系數(shu)高達0.9848，時(shi)間(jian)＞1 s后(hou)，只有0.7135。

利用動態表面張力儀測(ce)試了66種常見中(zhong)藥的(de)水提(ti)液，發現(xian)所(suo)有提(ti)取液的(de)DST在(zai)1 s內均有下降，但下降程度不同，且(qie)提(ti)取液霧滴粒徑D50與(yu)94 ms時測(ce)得的(de)DST存(cun)在(zai)一定(ding)相關關系，該結論還在(zai)進一步實(shi)驗(yan)確證中(zhong)。

2、DST在擴(kuo)散潤濕過程(cheng)中的作用

DST不僅影響藥(yao)物制劑領域的霧(wu)(wu)化過(guo)程，對擴散潤濕過(guo)程同樣有顯著的影響。噴(pen)霧(wu)(wu)干燥與流化床制粒過(guo)程中，液體霧(wu)(wu)化后(hou)霧(wu)(wu)滴在接(jie)觸(chu)相表面的擴散潤濕受兩大因素影響：一(yi)是霧(wu)(wu)滴的性質(zhi)，二是接(jie)觸(chu)相的性質(zhi)。

在噴(pen)霧(wu)(wu)干(gan)燥黏(nian)壁問(wen)題(ti)中，從DST角度分析，半濕(shi)(shi)性黏(nian)壁現象是由(you)于霧(wu)(wu)滴與干(gan)燥塔(ta)壁接觸后迅速出現自發(fa)潤濕(shi)(shi)，經塔(ta)壁的(de)高(gao)溫(wen)干(gan)燥后出現黏(nian)壁。因此(ci)，可從兩方面促使(shi)霧(wu)(wu)滴與干(gan)燥塔(ta)接觸后出現快速回縮以(yi)(yi)改善此(ci)黏(nian)壁現象。一是增大霧(wu)(wu)滴DST，二要選(xuan)擇合(he)適(shi)(shi)的(de)噴(pen)霧(wu)(wu)干(gan)燥塔(ta)內(nei)側材料。從待噴(pen)液分析，應適(shi)(shi)當降低待測液濃度、進液溫(wen)度，以(yi)(yi)增大霧(wu)(wu)滴DST，或添(tian)加疏水性輔料促使(shi)快速回縮的(de)發(fa)生以(yi)(yi)改善干(gan)燥塔(ta)半濕(shi)(shi)性黏(nian)壁。

四、結語

綜上(shang)所述(shu)，DST作為一項(xiang)重(zhong)要的(de)(de)物(wu)理(li)參數，在細微之(zhi)處影(ying)響(xiang)著藥物(wu)制(zhi)劑(ji)的(de)(de)品質(zhi)與生產(chan)。關注DST對制(zhi)劑(ji)過程的(de)(de)影(ying)響(xiang)，拓展固有的(de)(de)藥劑(ji)研究思路(lu)是(shi)十分(fen)必(bi)要的(de)(de)。

參考文獻

施曉虹，李(li)佳璇，洪燕(yan)龍，趙立杰(jie)，馮怡，王優杰(jie).動(dong)態表面張(zhang)力在藥(yao)劑學(xue)(xue)研(yan)究中的應(ying)用前景[J].國際藥(yao)學(xue)(xue)研(yan)究雜志,2019.