共晶混合物与几何稀释法

Eutectic mixtures and geometric dilutions

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

共晶混合物

“共晶”这一术语最早是由物理学家和化学家弗雷德里克·古斯里(Frederick Guthrie)在1884年提出的。当两种或多种物质混合后形成一种均匀的混合物,并且这种混合物在单一温度下熔化或固化时,说明该混合物中每个组分的熔点都低于整个系统的熔点。

共晶状态也可以定义为这样一种状态:当某种混合物被熔化或冻结时,其温度低于其中任何单一成分的熔点。因此,这个温度被称为共晶温度,因为它是通过混合所有成分所能达到的最低熔点。

在将多种液体物质混合后冷却的过程中,随着温度的降低,其中一部分物质开始以固态形式分离出来;随着温度进一步下降,这种分离现象会持续发生。当将这部分固态物质分离出来后,剩下的液体中的某种成分浓度会逐渐增加,直到液体的组成达到所有成分完全溶解成均匀固态混合物的状态。共晶结构会在某一特定温度下固化,这个温度就是共晶温度。由于不同晶格结构的成分熔点各不相同,非共晶混合物的各个成分也会在不同的温度下固化。然而,非共晶混合物在冷却过程中会分阶段固化,即在多个不同的温度点逐渐固化直至完全固化。

在化学领域,共晶混合物被定义为这样一种混合物:其组分在特定比例下不会发生反应生成新的化合物,反而会抑制彼此的结晶过程,从而使得混合物的熔点低于各组分的单独熔点。在制药行业中,有多种方法可以制备共晶混合物,例如将原料药(API)与辅料混合,或者将多种辅料相互结合。这种共晶特性为制药应用带来了广泛的可能性。

共晶混合物通常是由以下因素形成的:
  1. 液体成分必须能够与其它液体成分混合;固体成分也必须能够与其它固体成分混合。
  2. 接触诱导的熔点降低现象需要形成共晶的材料之间有紧密的接触。
  3. 两种化学基团之间的相互作用形成了物理键,例如分子间的氢键。
  4. 范特霍夫定律的修正版本。

共晶温度

共晶温度始终是最低的熔点,无论共晶体中的成分比例如何。当超晶格达到这一温度时,所有成分都会蒸发,整个共晶结构会融化成胶状物。与共晶混合物不同,在非共晶混合物中,每个组分会在其各自的熔点下先固化成晶格,然后整个混合物才会固化。

共晶组成

共晶混合物是由至少两种具有相同熔点和冰点的元素组成的、在熔化后能够立即凝固的化合物。在结晶过程中,所有成分会均匀混合在一起,使得整个产品表现出一致的性能。 (Lane, 1989)这些材料会形成致密的晶体网络,并在熔化时同时熔化,没有任何区别。共晶混合物是有机物质和/或无机物质的化学混合物。因此,可以制备出有机-有机混合物、无机-有机混合物以及有机-无机混合物。

几何稀释

在制药行业中,几何稀释是指将少量的药物与适量的溶剂充分混合,从而使药物浓度降低或与溶剂结合。通过这种方式,最终得到的化合物中的药物能够均匀分布。

与任何化合物一样,其制备方法会根据化合物的性质、形式(如软膏或片剂)以及所使用的物质而有所不同。北卡罗来纳大学埃舍尔曼药学院(UNC Eshelman School of Pharmacy)指出,几何稀释方法包括将粉末研碎并混合制成软膏,以及液体等分法(liquid aliquot method),后者通过混合液体来制备溶液。

当一种物质被研磨(triturated)时,它的体积会被减小(reduced to)。 粒径 通过将两种物质以相等的比例分小批研磨,然后分别向每种物质中加入相同量的另一种物质,并重新混合直至两种物质完全均匀混合。分液法(aliquot)是一种将药物溶解在适当溶剂中以获得所需体积的方法,最常用的溶剂是水或酒精。 处方药 将一定体积的浓缩药物溶液分装到体积更大的溶液中。


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