ในชีววิทยาเคมีความ เข้มข้นของสารละลาย (tonicity)คือการวัดความแตกต่างของแรงดันออสโมติก ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งก็คือ ศักยภาพของน้ำในสารละลายสอง ชนิด ที่คั่นด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ที่ซึมผ่านได้บางส่วน ความเข้มข้น ของสารละลายขึ้นอยู่กับความเข้มข้น สัมพัทธ์ของ สารละลาย ที่ไม่สามารถซึม ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ซึ่งเป็นตัวกำหนดทิศทางและขอบเขตของการไหลของออสโมติกโดยทั่วไปจะใช้ในการอธิบายการบวมหรือการหดตัวของเซลล์ที่แช่อยู่ในสารละลายภายนอก

ต่างจากแรงดันออสโมติก ความเข้มข้นของสารละลายได้รับอิทธิพลจากสารละลายที่ไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้เท่านั้น เนื่องจากมีเพียงสารละลายเหล่านี้เท่านั้นที่สร้างแรงดันออสโมติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ สารละลายที่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างอิสระจะไม่ส่งผลต่อความเข้มข้นของสารละลาย เพราะสารละลายเหล่านี้จะรักษาสมดุลด้วยความเข้มข้นที่เท่ากันทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์โดยไม่มีการเคลื่อนที่ของตัวทำละลายสุทธิ นอกจากนี้ยังเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการดูดซึมของเหลวด้วย

สารละลายหนึ่งสามารถมีระดับความเข้มข้นได้ 3 ประเภทเมื่อเทียบกับสารละลายอื่น ได้แก่ไฮเปอร์โทนิกไฮโปโทนิกและไอโซโทนิก [ ^{1 ] ตัวอย่าง}ของสารละลายไฮโปโทนิกคือน้ำกลั่น

สารละลายไฮเปอร์โทนิกมีความเข้มข้นของ ตัวถูกละลายที่ไม่สามารถซึมผ่านได้มากกว่าสารละลายอื่น^{[ 2 ]}ในทางชีววิทยา ความเข้มข้นของสารละลายมักหมายถึงความเข้มข้นของตัวถูกละลายเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสารละลายอื่นที่อยู่ด้านตรงข้ามของเยื่อหุ้มเซลล์สารละลายภายนอกเซลล์เรียกว่าไฮเปอร์โทนิกหากมีความเข้มข้นของตัวถูกละลายมากกว่าไซโตซอลภายในเซลล์ เมื่อเซลล์ถูกแช่ในสารละลายไฮเปอร์โทนิก แรงดันออสโมติกมีแนวโน้มที่จะบังคับให้น้ำไหลออกจากเซลล์เพื่อรักษาสมดุลความเข้มข้นของตัวถูกละลายทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ ในทางกลับกัน ไซโตซอลจัดเป็นไฮโปโทนิก ซึ่งตรงข้ามกับสารละลายภายนอก^{[ 3 ] [ 4 ]}

เมื่อเซลล์พืชอยู่ในสารละลายไฮเปอร์โทนิก เยื่อหุ้มเซลล์ที่ยืดหยุ่นจะแยกตัวออกจากผนังเซลล์ ที่แข็ง แต่ยังคงเชื่อมต่อกับผนังเซลล์ที่จุดที่เรียกว่าพลาสโมเดสมาตาเซลล์มักจะมีลักษณะคล้ายหมอนปักเข็มและพลาสโมเดสมาตาแทบจะหยุดทำงานเนื่องจากหดตัว ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกว่าพลาสโมไลซิสในเซลล์พืช คำว่าไอโซโทนิก ไฮโปโทนิก และไฮเปอร์โทนิก ไม่สามารถนำมาใช้ได้อย่างถูกต้องอย่างเคร่งครัด เนื่องจากแรงดันที่เกิดจากผนังเซลล์ส่งผลกระทบอย่างมากต่อจุดสมดุลออสโมติก^{[ 5 ]}

สิ่งมีชีวิตบางชนิดได้พัฒนาวิธีการที่ซับซ้อนเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะความเข้มข้นสูงเกินไป ตัวอย่างเช่นน้ำเค็มมีความเข้มข้นสูงเกินไปสำหรับปลาที่อาศัยอยู่ในนั้น เนื่องจากปลาต้องการพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ในเหงือกที่สัมผัสกับน้ำทะเลเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซพวกมันจึงสูญเสียน้ำจากเซลล์เหงือกไปยังทะเลด้วยกระบวนการออสโมซิส พวกมันตอบสนองต่อการสูญเสียโดยการดื่มน้ำเค็มในปริมาณมาก และขับเกลือส่วนเกิน ออกไปอย่างแข็งขัน ^{[ 6 ]}กระบวนการนี้เรียกว่าการควบคุมออสโมซิส^{[ 7 ]}

สารละลายไฮโปโทนิกมีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำกว่าสารละลายอื่น ในทางชีววิทยา สารละลายภายนอกเซลล์เรียกว่าไฮโปโทนิกหากมีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำกว่าเมื่อเทียบกับไซโตซอลเนื่องจากแรงดันออสโมติกน้ำจะแพร่เข้าสู่เซลล์ และเซลล์มักจะเต่งหรือบวม สำหรับเซลล์ที่ไม่มีผนังเซลล์เช่น เซลล์สัตว์ หากความแตกต่างของความเข้มข้นมีมากพอ การดูดซับน้ำส่วนเกินสามารถสร้างแรงดันมากพอที่จะทำให้เกิดไซโทไลซิสหรือการแตกของเซลล์ได้ เมื่อเซลล์พืชอยู่ในสารละลายไฮโปโทนิก แวคิวโอล กลาง จะดูดซับน้ำเพิ่มและดันเยื่อหุ้มเซลล์ไปติดกับผนังเซลล์ เนื่องจากความแข็งแรงของผนังเซลล์ มันจึงดันกลับ ป้องกันไม่ให้เซลล์แตก นี่เรียกว่า แรง ดันเต่ง^{[ 8 ]}

สารละลายไอโซโทนิกคือสารละลายที่มี ความเข้มข้น ออสโมลเท่ากับสารละลายอีกชนิดหนึ่ง ในทางชีววิทยา สารละลายทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์จะเป็นไอโซโทนิกหากความเข้มข้นของตัวถูกละลายภายนอกเซลล์เท่ากับความเข้มข้นของตัวถูกละลายภายในเซลล์ ในกรณีนี้ เซลล์จะไม่บวมหรือหดตัวเพราะไม่มีความแตกต่างของความเข้มข้นที่จะกระตุ้นให้โมเลกุลน้ำจำนวนมากแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลน้ำจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาได้อย่างอิสระในทั้งสองทิศทาง และเนื่องจากอัตราการแพร่ของน้ำเท่ากันในแต่ละทิศทาง เซลล์จึงจะไม่ได้รับหรือสูญเสียน้ำ

สารละลายไอโซออสโมลาร์อาจเป็นไฮโปโทนิกได้หากตัวถูกละลายสามารถซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ตัวอย่างเช่น สารละลาย ยู เรียไอโซออสโมลาร์ จะเป็นไฮโปโทนิกต่อเซลล์เม็ดเลือดแดง ทำให้เซลล์แตกเนื่องจากยูเรียเข้าสู่เซลล์ตามความเข้มข้นที่ลดลง ตามด้วยน้ำ ค่าออสโมลาริตีของสารละลายเกลือปกติ ( โซเดียมคลอ ไรด์ 9 กรัมละลายในน้ำปริมาตรทั้งหมด 1 ลิตร) ใกล้เคียงกับค่าออสโมลาริตีของโซเดียมคลอไรด์ในเลือด (ประมาณ 290 มิลลิออสโม ล / ลิตร ) ดังนั้น สารละลายเกลือปกติจึงเกือบเป็นไอโซโทนิกต่อพลาสมาในเลือด ทั้งไอออนโซเดียมและคลอไรด์ไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาได้อย่างอิสระ ต่างจากยูเรีย

• ความเข้มข้นออสโมติก
• ออสโมซิส
• ความเค็ม