5.有關 gelling agents 之敘述,下列何者正確?
(A)carbomer 製成之 gel,在 pH 5.5 時黏稠度最大
(B)carboxymethylcellulose sodium 製成之 gel,於 pH 4 時黏稠度會明顯增加
(C)Plastibase 加熱到 60℃時黏稠度會大幅下降
(D)Poloxamer 之水溶液在酸、鹼存在下安定
統計: A(7), B(10), C(11), D(16), E(0) #3973764
詳解 (共 6 筆)
這題考的是藥劑學與調劑學中,關於各種凝膠基劑(Gelling agents)與軟膏基劑的理化特性、pH值影響與安定性。
-
正確答案:(D) Poloxamer 之水溶液在酸、鹼存在下安定
-
詳細學理與各選項剖析:
核心學理剖析
-
(D) 敘述完全正確(本題答案):
-
Poloxamer(普朗尼克 / 泊洛沙姆) 是一種非離子型的共聚物(聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物)。
-
因為它是非離子性(Non-ionic) 的高分子,其網狀結構與凝膠化機轉主要受溫度調控(具有經典的冷凝膠特性:低溫呈液態、體溫下呈熱可逆性凝膠)。由於不帶電,它的化學性質極度穩定,在酸或鹼的存在下都能保持優良的安定性,且不易受離子強度的干擾。
-
為什麼其他選項敘述錯誤?
-
(A) carbomer 製成之 gel,在 pH 5.5 時黏稠度最大(錯誤):
-
Carbomer(卡波姆) 是一種酸性的聚丙烯酸聚合物。當它處於酸性(如 pH 4~5 左右)時,大部分的羧酸根($-\text{COOH}$)尚未完全解離,高分子鏈仍處於捲曲狀態,因此黏稠度較低。
-
它必須在 pH 6.0 ~ 11.0(通常在中性環境 pH 7 左右) 時,羧酸根完全解離成 $-\text{COO}^-$ 產生同電相斥、高分子鏈完全伸展,此時黏稠度才會達到最大。pH 5.5 還不夠讓它達到最大稠度。
-
-
(B) carboxymethylcellulose sodium 製成之 gel,於 pH 4 時黏稠度會明顯增加(錯誤):
-
鈉羧甲基纖維素(CMC-Na) 是陰離子型的高分子。
-
當環境處於強酸(如 pH 4 以下)時,高分子結構中的羧甲基會被質子化而失去電荷(游離酸沉澱),這會直接破壞它的水合狀態並導致黏稠度「大幅下降甚至產生沉澱」,而不是增加。它最安定的增稠環境是 pH 7 ~ 9。
-
-
(C) Plastibase 加熱到 60℃ 時黏稠度會大幅下降(錯誤):
-
Plastibase(塑膠基劑 / 聚乙烯膠狀烴基) 是一種將聚乙烯(Polyethylene)分散在液體石蠟中做成的烴基軟膏基劑。
-
它的最大特點就是具有顯著的溫度穩定性(不敏感性)。即使在 $-15^\circ\text{C}$ 到大約 $60^\circ\text{C}$ 的寬廣溫度範圍內,它的黏稠度、硬度與稠度都能保持幾乎不變。直到超過這個溫度(約 $90^\circ\text{C}$ 以上),它的結構才會熔化崩解。所以「大幅下降」是錯誤的描述。
-
? 考場秒殺定錨卡(凝膠基劑三大指紋)
-
Carbomer(卡波姆) ➡️ 偏中性鹼性(pH 7-11) 稠度才最大(酸性時捲曲不稠)。
-
CMC-Na ➡️ 怕強酸,pH < 4 會沉澱、稠度崩潰。
-
Plastibase ➡️ 著名的溫度邊緣人,在 $-15\sim60^\circ\text{C}$ 之間稠度不會變。
-
Poloxamer ➡️ 非離子性 ➡️ 耐酸鹼、耐鹽,非常安定。
答案:(D)
(A) 錯誤:
Carbomer 為聚丙烯酸聚合物,需要中和(如加入三乙醇胺或 NaOH)形成鹽類才能發揮最大黏度。最大黏度範圍通常落在 pH 6 ~ 11。當 pH < 5 時,因為羧酸基團未游離(未中和),黏度會顯著下降。
(B) 錯誤:
Carboxymethylcellulose sodium (CMC-Na) 為陰離子型高分子。當 pH 降至 4 以下時,會轉變為不溶性的游離酸型態(CMC acid),反而會發生沉澱或黏度大幅下降,而非增加。
(C) 錯誤:
Plastibase(由 95% 礦物油與 5% 低密度聚乙烯組成的凝膠基質)具有非常寬廣的溫度穩定性(-15℃ 至 60℃),在此溫度區間內能保持良好的黏稠度與軟膏性質,不會在 60℃ 時黏稠度大幅下降(融化溫度通常需達 90℃ 以上)
(D) 正確:
Poloxamer(商品名 Pluronic)屬於「非離子型(Non-ionic)」共聚物。因為不具游離基團,其水溶液在酸、鹼以及電解質(金屬離子)存在下均相當安定。
《統整》
冷溶熱凝(加熱變凝膠): Methylcellulose (MC)、HPMC
熱溶冷凝(冷卻變凝膠): Gelatin(明膠)、Agar(洋菜)
體溫觸發(低溫流體,體溫凝膠): Poloxamer(溫感可逆凝膠)
2. 電荷與相容性:
非離子型(耐酸鹼、耐電解質、相容性最好): MC、HPMC、Poloxamer
陰離子型(對陽離子/高價金屬離子極度敏感,易沉澱或降黏): Carbomer、CMC-Na、Sodium alginate
|
凝膠劑 (Gelling Agent |
分類 / 電荷類型 |
pH 範圍與影響 |
膠化機轉 | 備註 |
|
Carbomer (Carbopol) |
|
pH 6 ~ 11 (pH < 5 黏度大降) |
加入鹼性中和劑(如三乙醇胺 Triethanolamine、NaOH)使羧酸基團游離展開,形成高黏度凝膠 |
|
|
CMC-Na |
|
pH 5 ~ 10 (pH < 4 會沉澱) |
吸水膨脹形成凝膠;當 pH < 4 時,轉為不溶性 CMC acid 析出 |
|
|
Methylcellulose(MC) |
|
pH 3 ~ 11 (安定性高) |
熱凝固現象 (Thermal gelation):冷水溶解、加熱凝膠化(冷溶熱凝,約 50-60℃ 形成 Gel |
|
|
HPMC |
|
pH 3 ~ 11 (安定性高) |
具熱凝固現象(膠化溫度比 MC 高);水溶性與有機溶劑相容性優於 MC |
|
|
Poloxamer |
|
皆可 (耐酸、鹼、鹽) |
溫感可逆凝膠 (Thermoreversible gel):低溫時為流動液態,體溫(25-35℃)下膠化成固態凝膠 |
|
|
Sodium alginate 海藻酸鈉 |
|
pH 4 ~ 10 |
加入二價或多價金屬離子(特別是 Ca2+)會發生交聯,形成不溶性海藻酸鈣凝膠 |
|
|
Gelatin |
|
依等電點 (Type A: 7-9; Type B: 4.7-5.2) |
熱溶冷凝(與 MC 相反):加熱溶化呈液態,冷卻凝固成 Gel |
Type A(酸水解,帶正電)與 Type B(鹼水解,帶負電)混合易發生複相凝聚(Coacervation) |
|
Plastibase (Jelene) |
|
非水相(無pH值限制) |
95% 礦物油 + 5% 低密度聚乙烯(PE)急速冷卻而 |
穩定性極佳(-15℃ 至 60℃ 黏度穩定,不軟化不變硬) 熔點 > 90oC |