在腌制蔬菜时，将新鲜蔬菜泡在盐水里，蔬菜中的水分就会被析出来。这是因为蔬菜里的水分与周围的盐水之间产生了压力，这就是渗透压（osmotic pressure）。在渗透压的作用下，水分就从蔬菜里被析出了。如下图所示，将有浓度差异的溶液分别置于 U 型管的两端中，一端是葡萄糖（Glucose）溶液，另一端是纯水。在 U 型管中间放置一个半透膜，半透膜是一种具有特殊物理性质的膜，大分子物质（例如，葡萄糖、蔗糖等）不能通过半透膜，而水分子可以通过半透膜往溶液一端移动。若于溶液端施加压力，而此压力刚好可以阻止水的移动，则称此压力为渗透压。渗透压的大小和溶液的浓度、溶液温度以及溶质的电离情况相关。 ![]()
水分子的移动本质上是由于水分子的浓度差导致的。如下图所示，中间深蓝色虚线表示半透膜，半透膜上有很小的孔洞。如上文所述，大分子不能通过半透膜，而水分子可以通过半透膜。水分子是随机运动的，也就是说有些水分子会从半透膜的左边移动到右边，也会有水分子从半透膜的右边移动到左边。但是水分子的净移动是从高水浓度到低水浓度区域。对于纯水和蔗糖溶液，蔗糖溶液相当于是水被蔗糖稀释了，其水浓度低于纯水中的水浓度。因此，纯水中的部分水分子会从纯水中移动到蔗糖溶液中，对于下图就是从半透膜左边移动到半透膜的右边。 ![]()
溶液中能产生渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为渗透活性物质。医学上常用渗透浓度来间接表示溶液渗透压的大小，它定义为渗透活性物质的量除以溶液的体积，单位为渗透摩尔每升（Osmol/L 或Osmol/kg）或毫渗透摩尔每升（mOsmol/L 或mOsmol/kg）。它也反映了每升溶液中所含渗透活性物质的总质点数。渗透浓度可根据物质的量或浓度来计算，计算过程中还应将非电解质和电解质加以区别。例如，0.1 mol/L 葡萄糖的渗透浓度为 0.1 Osmol/L 或100 mOsmol/L，而0.1 mol/L NaCl 的渗透浓度为 0.2 Osmol/L 或200 mOsmol/L。 1886年荷兰理论化学家范特霍夫（van't Hoff）从理论上推导出难挥发非电解质稀溶液的渗透压力与溶液浓度和热力学温度的关系，如下图所示：其中c为摩尔浓度，单位：mol/L，也可以算作C=n/V（物质的量(mol)/体积(L)）。R为理想气体常数，当π的单位为kPa，V的单位为升（L）时，R值为8.314J·K-1·mol-1。T为热力学温度，单位：K（开尔文）。以上公式虽然看起来复杂，其实只需了解一条结论：在温度不变的情况下，溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数（分子数或离子数）成正比，而与溶质的本性无关。也就是说，0.1 mol/L的葡萄糖溶液与0.1 mol/L的蔗糖溶液渗透压相等。但是他们的渗透压只是0.1
mol/L的氯化钠溶液渗透压的一半，因为氯化钠在水中可完全解离成钠离子与氯离子，粒子总浓度是氯化钠浓度的2倍。等渗溶液（isotonic solution）为物理学概念，与某一液体渗透压相等的溶液称该溶液为某等渗溶液。医学中的等渗溶液通常指的是渗透压与血浆渗透压相等的溶液。正常血浆渗透压约为280-320 mOsm/L，凡是和此渗透压近似相等的溶液为等渗溶液。渗透压低于血浆的溶液称为低渗溶液（hypotonic solution），细胞在低渗溶液中可能发生水肿，甚至破裂。渗透压高于血浆的溶液称为高渗溶液（hypertonic solution），细胞在高渗溶液可能发生脱水而皱缩。临床中经常出现需要补液的患者，而静脉滴注是最常见的补液方式之一。由于溶液直接进入血液，故所输溶液的渗透压大小亦需要结合临床考量。临床上规定：渗透浓度在 280-320 mOsm/L 范围的溶液为等渗溶液；渗透浓度小于 280 mOsm/L 的溶液为低渗溶液；渗透浓度大于 320 mOsm/L 的溶液为高渗溶液。![]()
人体中的血浆、胃液、胰液、肠液、胆汁、脊髓液，以及泪液的渗透压都大致相等。为使药液与人体内各种液体的渗透压保持平衡，常配制等渗溶液。常用的等渗溶液，除了5%葡萄糖溶液，还有生理盐水，乳酸林格氏液（lactated Ringer’s
solution，LR）等。 乳酸林格氏液是一种含有氯化钠、乳酸钠、氯化钾，以及氯化钙的水溶液。下面介绍一下两种常用等渗溶液的渗透压计算方法。1、0.9%氯化钠溶液
指的是1L溶液中含有溶质氯化钠9g
换算成摩尔浓度=9（g）/58.5（g/mol）
=153.8 mmol/L
由于氯化钠溶液可完全解离
所以溶液渗透压=153.8*2=307.7 mmol/L
此值在正常血浆渗透压范围内但稍偏高，这也是有人说0.9%氯化钠渗透压其实是有点偏高，0.85%氯化钠的渗透压可能更合适。2、5%葡萄糖溶液
即为1L溶液中含有葡萄糖50 g
所以摩尔浓度=50/180=0.278 mol/L
注意到葡萄糖在水中不能解离
所以溶液渗透压=0.278 mol/L=278 mmol/L
5%葡萄糖溶液属于等渗溶液，但由于葡萄糖可迅速通过细胞膜被氧化，输入后不能维持血浆渗透压，属于等渗无张力溶液。生理盐水（Saline），生理学或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆相等的氯化钠溶液。医学上，生理盐水指的是消毒过的氯化钠（NaCl，更常见的称法是盐水）溶液。但其只有使用静脉注射时才是无菌的，其他方式的生理盐水只是一种盐水溶液。这种无菌的溶液一般用于静脉注射、冲洗隐形眼镜和鼻腔冲洗。生理盐水可依浓度分为低、标准和高浓度三种。其中，高浓度的生理食盐水很少用于医疗，但却经常使用于分子生物学的领域。标准浓度的生理盐水（Normal saline，NS或者N/S）是指浓度为0.9%，即每升水溶液含9克氯化钠。常被用作脱水或低血容量时的静脉注射。生理盐水是典型的人体血液第一替代溶液，因生理食盐水与人体组织相近亦较容易被身体吸收，被认为是在需要大量补给时最安全的溶液。标准浓度的生理盐水还被用于冲洗皮肤伤口，不会有灼烧感和不良反应。D5W是5%葡萄糖水溶液的缩写，其中D表示葡萄糖（dextrose），5表示溶液中葡萄糖的浓度为5%（每100毫升溶液中含有5克葡萄糖），W表示水（Water）。这种溶液通常用于静脉输液，以提供能量和维持水电解负平衡。渗透压是指单位体积的溶剂中有渗透活性的粒子总量（mOsml/kg）。溶液渗透压有三种不同类型：高渗、等渗和低渗。静脉注射时，注射液与血液要等渗，只有这样，对人体生理功能干扰较小。否则会产生严重干扰，如高渗液会引起脱水，低渗液会引起水肿等。等渗溶液是指与人体体液具有相同渗透压的液体。等渗溶液，除了5%葡萄糖溶液，还有生理盐水，乳酸林格氏液（lactated Ringer’s
solution，LR）等。 乳酸林格氏液是一种含有氯化钠、乳酸钠、氯化钾，以及氯化钙的水溶液。
