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(zhi)表面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)在界(jie)面(mian)達到(dao)吸附(fu)平(ping)衡(heng)時(shi)的最低表面(mian)張力，而DST是(shi)指(zhi)表面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)在達到(dao)平(ping)衡(heng)吸附(fu)前某一時(shi)刻的表面(mian)張力，是(shi)一個變(bian)化(hua)的值。

當研究的(de)液體(ti)吸附過程在(zai)(zai)快(kuai)速、持續(xu)進(jin)行,且短時間內無法達到平衡時,對液體(ti)DST的(de)研究比(bi)(bi)靜(jing)態表面張力更(geng)有意義。如在(zai)(zai)農(nong)藥噴灑、噴墨印刷(shua)、織物快(kuai)速潤濕,以及攝(she)影用薄膠片制備中。圖1對比(bi)(bi)了近10年(2008～2018年)國(guo)內外(wai)發(fa)表的(de)以DST為主要考察項(xiang)的(de)論文數(shu)。數(shu)據(ju)顯(xian)示國(guo)內在(zai)(zai)DST方面的(de)研究較(jiao)少且總體(ti)波動不大，而國(guo)外(wai)則呈持續(xu)上升(sheng)趨勢。

圖1 2008～2018年國(guo)內外發表的DST文章數量(liang)對比圖

研(yan)究液體在(zai)藥物(wu)制劑(ji)過程中(zhong)的DST,可挖掘DST與制劑(ji)過程、制劑(ji)產(chan)品之間的關系,進而優化制劑(ji)過程、改進工藝(yi)參數。

一、動態表面張力的測定

由于對DST時(shi)間范圍(wei)界定(ding)的(de)不同，可運用(yong)的(de)測量手(shou)段也有所不同。王建坤等認為，在(zai)達到靜態表面(mian)張(zhang)力(li)前的(de)表面(mian)張(zhang)力(li)變化都可算是DST，這個時(shi)間范圍(wei)以幾毫秒到幾小時(shi)計。可用(yong)Wilhelmy吊片法(fa)、DuNouy吊環(huan)法(fa)、滴重(zhong)法(fa)、滴體積(ji)法(fa)、懸(xuan)滴法(fa)、最大氣泡(pao)壓力(li)法(fa)測定(ding)DST。

圖2不同的DST測定方法的適(shi)用時(shi)間(jian)范圍示意圖

根據Rosen描述的(de)動態吸附(fu)過程可知在新(xin)表(biao)面形成后1 s內(nei)，是(shi)表(biao)面吸附(fu)的(de)關(guan)鍵期，體(ti)系的(de)DST變化(hua)(hua)迅(xun)速(su)。中(zhong)藥水(shui)提液的(de)表(biao)面張(zhang)力(li)在5~100 ms內(nei)具(ju)有(you)較大(da)變化(hua)(hua)，大(da)多(duo)數在1 s內(nei)都已(yi)達到平(ping)衡。因此，用于(yu)測(ce)量DST的(de)方法應具(ju)有(you)連續、精確(que)、快速(su)測(ce)量1 s內(nei)數據能力(li)。

二、最大氣泡壓力法

通(tong)過毛細(xi)(xi)管(guan)(guan)將氣體(ti)注入到(dao)待測液(ye)體(ti)中時，在毛細(xi)(xi)管(guan)(guan)的端部重(zhong)復形成氣泡，根據氣泡壓(ya)力(li)的最(zui)大值(zhi)和毛細(xi)(xi)管(guan)(guan)半徑，計算得到(dao)表(biao)面(mian)張力(li)。通(tong)過改(gai)變氣流流速(su)控(kong)制氣泡的年(nian)齡，可測量不(bu)同(tong)時間尺度的表(biao)面(mian)張力(li)。目前實(shi)驗室中多用(yong)KRüSS公(gong)司的BP100氣泡壓(ya)力(li)張力(li)儀測定1 s內DST。

三、DST在藥物制劑領域的潛在應用價值

近10年，DST已受到(dao)化(hua)工(gong)、涂料、印染等領域的廣(guang)泛關注。藥物制劑(ji)領域也有很多液體瞬時運(yun)動的過(guo)程，如(ru)噴霧干燥霧化(hua)，流化(hua)床制粒的粘合劑(ji)霧化(hua)，關注DST在液體霧化(hua)及擴(kuo)散(san)潤濕過(guo)程中的作用，是精細(xi)控制制劑(ji)工(gong)藝的手段之一。

1、DST在霧化過程中的作用

霧化是將液體(ti)通過霧化器(在一定(ding)壓力下)噴(pen)射進入氣體(ti)介質中，使(shi)之分散并碎裂成小(xiao)液滴(霧滴)的過程。趙(zhao)輝等考察了相(xiang)同條件下，農藥(yao)藥(yao)液在不同時(shi)間(jian)點(0.023、0.124、0.483和0.998 s)的DST與(yu)霧滴體(ti)積中徑(D50)的關系(xi)；發現D50隨著噴(pen)霧液的DST值的降(jiang)低(di)而降(jiang)低(di)，二者(zhe)呈(cheng)線性相(xiang)關，但二者(zhe)的相(xiang)關系(xi)數k隨DST測定(ding)時(shi)間(jian)的延后(hou)而變差(cha)。0.023 s時(shi)的DST與(yu)D50相(xiang)關系(xi)數高達0.9848，時(shi)間(jian)＞1 s后(hou)，只有0.7135。

利用動態表面張力儀測試了66種常見中藥(yao)的(de)水提(ti)液(ye)，發現所有提(ti)取(qu)液(ye)的(de)DST在(zai)1 s內均有下降(jiang)，但(dan)下降(jiang)程度(du)不(bu)同，且提(ti)取(qu)液(ye)霧滴(di)粒徑D50與94 ms時(shi)測得(de)的(de)DST存在(zai)一定(ding)相關關系(xi)，該結論還(huan)在(zai)進一步實驗確(que)證中。

2、DST在擴散潤濕過程中的(de)作用

DST不僅(jin)影(ying)(ying)響藥物(wu)制劑領(ling)域的霧(wu)化過(guo)程，對擴散潤濕過(guo)程同樣有顯(xian)著的影(ying)(ying)響。噴霧(wu)干燥與流化床制粒(li)過(guo)程中，液體霧(wu)化后霧(wu)滴(di)(di)在接觸相表面的擴散潤濕受(shou)兩大(da)因素影(ying)(ying)響：一(yi)是(shi)霧(wu)滴(di)(di)的性(xing)質，二是(shi)接觸相的性(xing)質。

在噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)(zao)黏(nian)(nian)壁(bi)(bi)問題中，從DST角度(du)分析，半濕(shi)性黏(nian)(nian)壁(bi)(bi)現(xian)(xian)象是(shi)由于霧(wu)滴(di)(di)(di)與干燥(zao)(zao)塔壁(bi)(bi)接觸后(hou)(hou)迅速出現(xian)(xian)自發潤(run)濕(shi)，經塔壁(bi)(bi)的高溫干燥(zao)(zao)后(hou)(hou)出現(xian)(xian)黏(nian)(nian)壁(bi)(bi)。因此，可從兩(liang)方面(mian)促使霧(wu)滴(di)(di)(di)與干燥(zao)(zao)塔接觸后(hou)(hou)出現(xian)(xian)快(kuai)速回(hui)縮以(yi)(yi)改善此黏(nian)(nian)壁(bi)(bi)現(xian)(xian)象。一是(shi)增大霧(wu)滴(di)(di)(di)DST，二要選擇合適的噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)(zao)塔內側材料(liao)。從待噴(pen)(pen)液分析，應(ying)適當降低待測(ce)液濃度(du)、進液溫度(du)，以(yi)(yi)增大霧(wu)滴(di)(di)(di)DST，或添加(jia)疏(shu)水性輔料(liao)促使快(kuai)速回(hui)縮的發生以(yi)(yi)改善干燥(zao)(zao)塔半濕(shi)性黏(nian)(nian)壁(bi)(bi)。

四、結語

綜(zong)上所述，DST作為一項重要(yao)的物(wu)理參數，在細微之處影(ying)響著(zhu)藥物(wu)制(zhi)劑(ji)的品質與(yu)生產。關注DST對制(zhi)劑(ji)過程的影(ying)響，拓(tuo)展固有的藥劑(ji)研究思路是十分必要(yao)的。

參考文獻

施曉虹，李佳(jia)璇(xuan)，洪燕龍，趙(zhao)立(li)杰，馮(feng)怡，王優杰.動態表面張力在藥劑學研究(jiu)中的應用(yong)前景(jing)[J].國際(ji)藥學研究(jiu)雜志(zhi),2019.