(1) 확산의 기본 법칙과 투과계수의 정의

① Fick 제1법칙과 제2법칙, 확산계수 D

Fick 제1법칙은 확산 유속이 농도기울기에 정비례하고 음부호는 고농도에서 저농도 방향을 뜻하며, 제2법칙은 비정상상태 확산으로 농도분포 변화와 지연시간을 다룬다.

확산계수 D와 Stokes-Einstein 식 : 절대온도에 비례 · 점도와 분자 반지름에 반비례 · 온도 상승 시 D 증가 · 점도 상승 · 분자 확대 시 D 감소

② 투과계수 P=DK/h와 겉보기투과계수(Papp)

투과계수 P=DK/h : D는 막 내 확산계수 · K는 분배계수 · h는 막 두께 · K와 D 증가 시 P 증가 · h 증가 시 P 감소

겉보기투과계수(Papp)는 수용층 이동량을 막 면적과 공여층 초기농도로 나눈 값(cm/s)이며 실험계 저항을 합산해 이론적 P보다 작다.

(2) 이온화 상태와 투과 경로의 선택

① pH-분배가설과 Henderson-Hasselbalch

pH-분배가설 : 지질이중층 수동확산에서 비이온형만 통과 · 비이온형 분율과 Henderson-Hasselbalch로 계산 · 약산은 pH 낮을수록 · 약염기는 pH 높을수록 증가

pKa=pH에서 이온형과 비이온형이 각각 50퍼센트이나, 실제 흡수는 표면적 탓에 위보다 소장에서 크다.

② 세포통과경로와 세포간극경로

세포통과경로(transcellular)/세포간극경로(paracellular) : 전자는 막 직접 통과 · 지용성 위주 · 후자는 밀착연접 틈 · 수용성 저분자 한정 · 분자량 증가 시 기여도 급감

③ 투과 경로 비교표

(3) 투과를 좌우하는 분자 물성과 실험 조건

① 분자량, PSA, 수소결합공여체 수의 영향

분자량 · PSA · 수소결합공여체 수의 영향 : 분자량 증가 시 확산계수와 투과성 감소 · 500 이하 유리 · PSA 140 제곱옹스트롬 초과 시 경구흡수 저하 · 공여체 증가 시 탈수화 부담으로 투과도 감소

② 불교반수층(UWL)과 sink condition 유지

불교반수층(UWL)은 막저항과 직렬로 더해져, 지용성이 크면 속도결정단계가 막제어에서 확산층제어로 바뀌고 투과속도가 정체된다.

sink condition 유지는 수용층 농도를 포화용해도의 약 10분의 1 이하로 두며, 무너지면 역방향 확산이 늘어 겉보기투과계수(Papp)가 낮게 측정된다.