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本文隶属于复杂制剂应用专题，全文共 2445字，阅读大约需要 8 分钟

摘要：奥法美嘉平台提供整套的光刻胶用色浆均一性与稳定性解决方案，可用于快速评估、优化光刻胶色浆的配方和工艺:砂(珠)磨机对色浆进行研磨分散处理，高压微射流均质机对色浆浆料进行分散均质处理、Nicomp粒度分析仪分析平均粒径、AccuSizer颗粒计数器分析大粒子浓度，Lum稳定性分析仪快速分析色浆稳定性，Entegris-ANOW滤芯过滤杂质及大颗粒。

关键词：脂质纳米粒；铂炭催化剂墨水；

纳米混悬剂是由药物和少量稳定剂组成的纯药物粒子分散在水溶液中的亚微米胶体分散体系，不需要载体材料，制备工艺简单，载药量高。"纳米混悬剂有许多优点:

①无载体递送，以药物本身为递送系统，具有较高的载药量和安全性;

②改善难溶性药物溶解度，提高药物生物利用度;

③可利用药物难溶性的特点，制备成缓释制剂;

④制备方法简单成熟，可规模化生产。^[2]

随着纳米混悬剂产品的上市，纳米混悬剂技术备受关注，但纳米混悬剂的稳定性问题一直影响着混悬剂药物的研发进程。

纳米混悬剂中的药物颗粒小，比表面积大，从而产生较高的表面能，使其成为一种热力学不稳定体系，纳米混悬剂的粒度与粒度分布，将影响纳米混悬剂中粒子的聚集、沉降、0stwald 熟化等不稳定性问题。纳米混悬剂应当在满足体内释药行为的基础上，具有适当的粒度与粒度分布，以减小粒子的聚集程度、沉降速度和减少0stwald 熟化现象，从而使混悬剂处于稳定状态。

稳定剂作为纳米混悬剂中的主要成分之一，在改善纳米混悬剂的物理稳定性中发挥着重要作用。稳定剂一般分为非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂、聚合物稳定剂和其他稳定剂田，离子型表面活性剂通过静电斥力稳定混悬剂"，而聚合物和非离子表面活性剂通过空间斥力提高混悬液的稳定性曰。稳定剂的选择是制备纳米混悬剂的关键，药物的疏水性、化学结构、酸碱性以及稳定剂的分子质量、分子结构、表面张力、粘度、亲水亲油值等均可能影响纳米混悬剂的稳定性[6]。除常规的光学仪器技术、表面张力测量技术、接触角、高通道筛选等方法进行稳定剂筛选，还可以使用LUM稳定性分析仪快速进行配方筛选。

目前国内外用于制备水不溶性药物的纳米混悬剂主要采用“bottom-up”与 “top-down”以及两种方法联用技术的方法。“bottom-up”是将药物溶解在适当的有机溶剂中，然后将有机相加入到分散有稳定剂的水相中同时控制析晶条件，最后去除有机溶剂;“top-down”即自上而下，是将粒径较大的粒子通过机械力的作用破坏成小颗粒的方法，主要包括高压均质法(根据原理又分为微射流均质法和阀式均质法)和介质研磨法;联用技术通常是将沉淀法制备的纳米混悬剂经过进一步的碾压或高压均质制备而成。

Top-dow 作为常见的纳米混悬剂制备方法之一，疏水性药物均可以采用该方法进行制备^[7]，具有制备简单、过程可控、易批量化的特点。介质研磨法制备纳米药物的粒径大小主要受研磨介质的种类和大小、机械转速、表面活性剂种类、药物浓度及研磨时间等因素的影响。高压均质法制备的药物纳米晶体的粒径主要与药物本身的硬度、稳定剂类型、均质压力、循环次数等因素有关。其中表面活性剂种类对纳米粒粒径影响程度较小，匀质压力和循环次数是决定纳米粒粒径的最主要因素。^[8]

将药物活性成分分散在稳定剂中制备得到初混悬液，通过砂(珠)磨机或高压微射流均质机进行均质处理后，使用Nicomp粒度分析仪、AccuSizer颗粒计数器、Lum稳定性分析仪可快速筛选纳米混悬剂的配方。

图1纳米混悬剂均一性解决方案

纳米混悬剂的稳定性是混悬剂药物研发进程中的重难点，纳米混悬剂的平均粒径和粒度分布影响纳米混悬剂中粒子的聚集、沉降、0stwald 熟化等不稳定性问题。介质研磨法和高压微射流均质法均可有效减小纳米混悬剂粒径，过程可控的优点可使制备出的纳米混悬剂具有较好的重复性与均一性。制备均一、粒径分布更窄的纳米混悬剂可以将0stwald熟化最小化，从而减少纳米混悬剂不稳定因素。

图2 HM&M珠磨机

• 实验室研究工作用的珠磨机，50cc、100cc和150cc三种容量可供选择。(ApexLabo实验型)

• 无筛网设计，没有物料堵塞风险，运行平稳，无累积压力，无压力损失。

• 可处理高粘度浆料

• 可使用最小15um，最大0.5m研磨珠，一台设备满足大多数物料研磨和分散需求。

PSI-20高压微射流均质机(小试兼中试型)采用固定结构的均质腔，通过电液传动的增压器使物料在高压作用下以极大的速度流经交互容腔的微管通道，物料流在此过程中受到高剪切力、高碰撞力、空穴效应等物理作用，使得平均粒径降低、体系均一稳定，由此获得理想的均质、分散或乳化结果。

图3 PSI-20 高压微射流均质机

• 最高2069 bar的均质压力，最高处理量20L/h(PSI-20)

• 采用特殊设计y型腔，去除尾端大颗粒效果佳，物料的混合更均一，处理效率高。

• 屏显界面，数据可溯源:支持数据导出设定压力及实时压力、监测点温度、实时流量、时间等。

• 配置K型热电偶:可用于实施监测料液温度。

• 低噪音:运行音量低于70分贝，工作环境友好

纳米混悬剂主要通过改变药物的粒径调节药物的溶解度、溶出速率和生物利用度，也可利用药物本身难溶的特点通过调节药物颗粒的粒径(通常>1um)实现缓释的作用。在制剂研发过程中，主要通过检测纳米混悬液的粒径大小及分布判断其是否发生聚集平均粒径。^[2]  Zeta 电位也可在宏观水平上可反映纳米混悬剂的稳定性，一般zeta电位在25mv以下，混悬剂呈絮凝状态，zeta电位在50~60mv时，混悬剂呈反絮凝状态。^[9]

Nicomp系列纳米激光粒度仪采用动态光散射原理检测分析样品的粒度分布，基于多普勒电泳光散射原理检测ZETA电位。

图4 微射流均质原理图

• 粒径检测范围0.3nm-10μm，ZETA电位检测范围为+/-500mV

• 搭载Nicomp多峰算法，可以实时切换成多峰分布观察各部分的粒径。

• 高分辨率的纳米检测，Nicomp纳米激光粒度仪对于小于10nm的粒子仍然现实较好的分辨率和准确度。

图5 高斯粒径分布图

图6  多峰粒径分布图

纳米混悬剂中存在不同粒径大小的药物颗粒，小颗粒药物粒子比大颗粒药物粒子具有更高的溶解度，溶解度的差异使小颗粒和大颗粒之间存在浓度差，从而驱使药物分子从小颗粒表面扩散并聚集至大颗粒表面。大颗粒不断增加加快了混悬剂药物颗粒的沉降速度，影响了混悬剂的稳定性。检测纳米混悬剂尾端大粒子浓度与数量能在一定程度上反应混悬剂配方的稳定性，方便后续优化配方。

AccuSizer系列在检测液体中颗粒数量的同时精确检测颗粒的粒度及粒度分布，通过搭配不同传感器、进样器，适配不同的样本的测试需求，能快速而准确地测量颗粒粒径以及颗粒数量/浓度。

图8 AccuSizer A7000系列

• 检测范围为0.5μm-400μm（可将下限拓展至0.15μm）

• 0.01μm的超高分辨率，AccuSizer系列具有1024个数据通道，能反映复杂样品的细微差异，为研发及品控保驾护航

• 灵敏度高达10PPT级别，即使只有微量的颗粒通过传感器，也可以精准检测出来

稳定性影响药物的有效性与安全性，是药物研发中的必测项目。纳米混悬剂主要由药物活性成分和稳定剂组成,稳定剂的种类与浓度配比将直接影响成品混悬剂稳定性，稳定剂的选择较为多样与复杂，研发过程中可能采取多种稳定剂组合的方式，除常规的光学仪器技术、表面张力测量技术、接触角、高通道筛选等方法进行稳定剂筛选，还可以使用Lum稳定性分析仪快速进行稳定剂配方筛选。

Lum稳定性分析仪可以直接测量整个样品的分散体的稳定性，检测和区分各种不稳定现象，如上浮、絮凝、聚集、聚结、沉降等，通过测量结果可用来开发新的配方和优化现有的配方及工艺。

图9 LUM稳定性分析仪

• 快速、直接测试稳定性，无需稀释，温度范围宽广。

• 可同时测8个样品，测量及辨别不同的不稳定现象及不稳定性指数。

• 加速离心，最高等效2300倍重力加速度。

在纳米混悬剂制备过程中，过滤可有效去除混悬剂中的尾端大颗粒和其他杂质，过滤后的混悬剂相较于未过滤之前稳定性更好。过滤时使用不同的膜将会影响物理拦截，吸附拦截等效果，需根据不同的工艺选择能相容该产品的滤芯。

Entegris-Anow是一家高分子微孔膜过滤企业，专业从事MCE、Nylon、PES、PVDF、PTFE等（膜孔径为0.03μm~10μm）微孔膜的研发及生产，具有二十多年服务与医药客户经验，并为全球生物制药、医疗器械、食品饮料、实验室分析、微电子及工业等领域的客户提供过滤、分离和净化解决方案。

Entegris与Anow的结合，引入Entegris质量管理体系，每一支滤芯都经过严格检查，此外，新建成的CTC验证中心，为全球客户提供专业的验证服务。

图10 Entegris 滤芯

3种不同配方混悬剂

1. 剪切IKA T18/10000 rpm

2.  均质

使用仪器:PSI-20

运行条件:2000bar均质3次(Chamber:E101D75um)

3. 检测

• PSD检测

使用仪器: Nicomp Z3000

分别取剪切后、均质后样品进行PSD检测和Zeta

电位检测;

参数:23℃、0.933cp、1.333

• LPC检测

使用仪器: AccuSizer A7000APS

分别取剪切后、均质前后样品进行LPC检测;

参数: limit:1.2um、target:3000颗/ml

L00P: 0.96mL

• 稳定性检测

使用仪器: LUMiSizer

分别取剪切后、均质后样品进行LPC检测;

参数: 2000rpm/min、10s/scan、870nm近红外。

根据Nicomp Z3000测试结果可知:原料药(绿色2um)通过剪切10min(紫色)，粒径分布曲线小幅度向左迁移，表明平均粒径变小，但幅度不大且分散系数变化不明显。均质后(蓝色)，粒径明显变小(481.75nm)，且PI从原来的0.324变为了0.195，说明体系颗粒分布相比均质前明显更均一。

另外不同的药物晶型会影响药物疗效和释药速率。晶型的测定可以采用扫描电镜仪(Scanning Electron Microscopy，SEM)来观察，扫描电镜图可以直观地观察颗粒形态，纳米混悬剂的晶型要控制为无定型状态，从而提高药物的生物利用度。本文不做展示。

根据Zeta电位测试的结果可知:Zeta电位值由均质前的-23 mV降低至之后的-32 mV;Zeta电位绝对值越高，侧面说明体系越稳定。由此可知，通过均质后样品体系稳定性增强。

使用AccuSizer A7000APS对均质前后的样品进行>1μm的大颗粒进行颗粒计数，其结果如表中LPC结果所示。横坐标为粒径(单位:μm)，纵坐标为颗粒浓度(单位:颗/ml)，如红色箭头所指，均质后1um以上颗粒下降明显，说明通过均质很多微米级别的大颗粒变成小颗粒，进而微米级别的颗粒浓度明显降低。

Zeta电位作为间接稳定性表征容易受到环境、配方、颗粒状态等多种因素干扰，甚至部分表活剂会导致Zeta电位结果趋于0，为进一步分析稳定性，我们利用LUMiSizer的STEP技术将装好样品的样品管置于平行的单色短脉冲光束中，通过CCD检测器实时监测穿过样品后透光率变化。得到不同时间，不同位置下样品透光率谱图从而分析样品在分离过程中的变化。其测试结果如下:

如上为3个不同的混悬剂配方均质前后指纹谱图，横坐标为样品管位置，单位m，数值代表距离离心中心距离，数值越小处为样品管顶部，数值越大处为样品管底部;纵坐标为透光率值，单位%，样品颗粒浓度越少，透光率越高。指纹谱图可以显示不同空间，时间下的透光率值，测试过程中每10s进行一次透光率采集;红色谱线为最开始收集的谱线，绿色为最后结束时收集的谱线，每条谱线间隔时间10s。

从上述表格中可以看到，均质后指纹谱图谱线越发密实，说明同样的时间间隔，透光率变化越小，说明稳定性越高。此外，在测试过程中，指纹谱图由样品管顶部向样品管底部出峰(红色谱线向绿色谱线)，说明随着离心的进行，样品管顶部透光率变高，颗粒浓度降低，是典型的沉降行为。

图11  混悬剂（3个配方）不稳定性指数柱状

图12 混悬剂（3个配方）不稳定性

上图中左侧是3个混悬剂配方(均质前后不稳定性指数柱状图)，不稳定性指数是一个量纲值(0~1)，其值越小说明稳定性越好。3个不同配方的混悬剂，均质后其不稳定性指数均降低，说明均质后配方稳定性均有所增加。右侧是不稳定性指数谱图，横坐标是测试时间，单位:秒;纵坐标是透光率，单位:%。LUMiSizer最高可实现2300倍重力加速(即测试时间1s等效常规1个重力加速度下2300s)。从右侧谱图中可以看到，三个不同配方在不同时间下其不稳定指数有所差异。通过不稳定性指数谱图可快速评估配方及工艺。

会影响纳米混悬剂最终状态的因素有很多，比如配方中使用不同种表面活性剂或添加不同的剂量，剪切机刀头尺寸、不同转速及剪切时长，微射流均质中交互容腔大小及结构、不同均质次数、均质压力甚至均质机压力稳定性等等。本文只初步介绍了使用微射流进行制备以及通过不同表征仪器进行质量评价，后续我们将推出针对不同配方和工艺对质量的影响的相关文章

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