115年:藥學三(第1次)

有關microemulsion 之敘述,下列何者錯誤?

A熱力學安定
B目視透明
C屬單相系統
D可促進藥品經皮吸收

詳細解析

本題觀念:

微乳劑 (Microemulsion) 的特性與定義,特別是其與真溶液 (True solution) 及一般乳劑 (Macroemulsion) 的區別。

選項分析

  • A. 熱力學安定 (Thermodynamically stable)正確。這是微乳劑與一般乳劑(及奈米乳劑)最重要的區別。微乳劑的形成是自發的 (Spontaneous),其自由能變化 (ΔG\Delta G) 為負值,系統處於熱力學最低能量狀態,因此在不改變組成與條件下可長期穩定存在,不會發生分層或破裂。
  • B. 目視透明 (Visually transparent)正確。微乳劑的液滴粒徑極小(通常約 10-140 nm,遠小於可見光波長),因此光線通過時不會產生明顯的散射(丁達爾效應較弱),外觀呈現透明或半透明 (Translucent) 的均勻液體,且為光學均向性 (Isotropic)。
  • C. 屬單相系統 (Belongs to a single-phase system)錯誤(此為本題答案)。雖然微乳劑在巨觀 (Macroscopic) 外觀上是透明均勻的,且在相圖 (Phase diagram) 上常被標示為單相區 (Winsor IV),但在微觀結構 (Microscopic) 與物理化學定義上,它是由油相、水相與界面活性劑組成的膠體分散系統 (Colloidal dispersion)
    • 理由:真正的「單相系統」是指分子層級的混合(如真溶液),分子間無界面存在。而微乳劑內部含有具體結構的微胞 (Micelles) 或液滴,存在油/水界面,因此嚴格來說屬於微觀異相系統 (Micro-heterogeneous system)多相系統 (Multiphase system)。這是藥劑學考題中常見的觀念陷阱,區分其為「外觀似單相,實為分散系」。
  • D. 可促進藥品經皮吸收 (Can enhance percutaneous absorption)正確。微乳劑常被用作經皮給藥系統 (Transdermal delivery systems),原因包括:(1) 對親脂性與親水性藥物皆有高溶解度,提高濃度梯度;(2) 界面活性劑與輔助界面活性劑可作為滲透促進劑,擾動角質層脂質排列;(3) 極小的粒徑增加了接觸表面積。

答案解析

本題題目要求選出錯誤的敘述,正確答案為 (C)

雖然微乳劑外觀透明且熱力學安定,容易讓人誤以為是真溶液(單相),但其本質仍為膠體分散系統(Colloidal dispersion)。在嚴謹的物理化學分類中,分散系統包含「分散相」與「分散媒」至少兩相。因此,將其歸類為「單相系統」在學理上被視為不精確或錯誤的描述,尤其是在與真溶液 (Molecular solution) 做區分時。

核心知識點

考生應掌握 微乳劑 (Microemulsion) vs 一般乳劑 (Macroemulsion) vs 奈米乳劑 (Nanoemulsion) 的比較:

  1. 熱力學穩定性
    • 微乳劑:熱力學安定 (Thermodynamically stable),自發形成 (Spontaneous)。
    • 一般乳劑 / 奈米乳劑:動力學安定 (Kinetically stable),熱力學不安定,需能量(攪拌/均質化)形成。
  2. 外觀與粒徑
    • 微乳劑:透明/半透明 (Transparent/Translucent),粒徑約 10-140 nm (0.01-0.1 μ\mum)。
    • 奈米乳劑:透明,粒徑約 20-200 nm。
    • 一般乳劑:不透明/乳白色 (Opaque/Milky),粒徑 > 0.1 μ\mum (通常 1-10 μ\mum)。
  3. 結構本質
    • 微乳劑是光學均向性 (Isotropic)膠體分散系 (Colloidal dispersion),雖屬單相區但在微觀上是異相結構。

參考資料

  1. Microemulsions: An Overview - ScienceDirect
  2. Microemulsion - Wikipedia (IUPAC definition as dispersion)
  3. Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (Colloidal Dispersions chapter).