[科普中国]-脂水分配系数

脂水分配系数的定义及意义

向两种互不相溶的平衡溶液体系中加入溶质，所添加的溶质会在两相中进行分配，直至达到分配平衡，此时单一形态的溶质在两相（油相和水相）中的浓度比，被称为脂水分配系数。19世纪末期，化合物在两相溶液体系中的分配研究得到了越来越多的关注。通常，脂水分配系数特别是溶质在正辛醇-水体系中的分配系数被广泛用来进行疏水性的衡量。脂水分配系数（logPo/w）被定义为：

logPo/w=logCo/Cw1

其中Co表示溶质在油相的平衡浓度，Cw表示溶质在水相的平衡浓度。logPo/w数值的大小表示溶质疏水性的大小，logPo/w越大，疏水性越强，反之则亲水性越强。

化合物的疏水性在生命科学和环境方面有着广泛的意义。药物的疏水性是药物透过由脂质双分子层构成的生物膜的主要驱动力，是药物-受体结合的作用力之一。药物进入人体，要达到目标结合部位，必须要经过吸收、分配、代谢、排泄等药代动力学过程才能发挥药效，这些过程的发生都与药物的疏水性，即logPo/w，具有紧密的关系。

一般，药物要通过由脂质双分子层构成的生物膜进入细胞内，都需要具有一定的疏水性。只有具有适宜logPo/w的药物才能在体内顺利达到目标结合部位，进而发挥药效。药物的生物分配作用、与蛋白的结合作用、新陈代谢作用也会由于疏水性的不同而不同。通常认为，疏水性较强的药物更容易被代谢，具有较高的清除率，与蛋白具有较高的结合作用。此外，非特异性毒性被认为与化合物在细胞膜内的富集有关，也就是说也与化合物疏水性有关。生物利用率和生物富集研究试图研究通过水的吸附作用以及被污染鱼类和动物吸收，环境相关化合物在食物链中积累程度，研究表明这都与化合物的疏水性具有一定相关性。化合物在土壤、沉积物与水中的分配对环境评价、危险废品处理的管理和农业中农药的正确使用具有重要意义。

通常，logPo/w特别是正辛醇-水分配系数被广泛用来衡量疏水性。logPo/w是化合物最常见的物理化学性质之一，常常用来进行定量结构-活性关系（QSARs）研究。研究中一般采用logPo/w作为有机化合物疏水性的溶质描述符，QSARs广泛的用在各种生物性质、药物性质和环境性质的预测。总之，对化合物logPo/w的研究具有广泛的意义。

脂水分配系数测定的一般方法直接测定方法测定化合物logPo/w的传统方法是摇瓶法，具体操作如下：首先使两液相互相饱和；然后加入适量的溶质于试管，在分别加入1mL预先饱和了的两相溶液到试管中；封住试管口，晃动试管几个小时使分配达平衡，待分配平衡后进行离心分离；然后通过一系列的技术分别测定两相中的样品浓度。以光谱法为例，在合适的波长下测定水相、油相和空白溶液的吸收值，然后计算logPo/w。这个方法中要获得较高的准确性和精密度，就必须要求在溶质量很低的情况下进行试验。当化合物的0.1