高压微射流在脂质体上的应用

高压微射流在脂质体上的应用

Application  Note

目前市面上脂质体的应用渗透至各行各业，其制备方法众多，但传统的脂质体制备方法已无法满足工业生产需求，新型微射流高压均质技术可高效、高产制备脂质体满足用户使用。本篇文章旨在以意大利PSI高压微射流均质机为例，通过实验详细介绍高压微射流均质技术在脂质体制备上的优势以及意大利PSI高压微射流均质机在行业中的独特优势。

脂质体是由双亲性物质如磷脂组成的内部为水相、具有类细胞膜结构的双分子层闭合囊泡，因其具有保护、运载、靶向和缓释的特点，目前已在医药、化妆品、食品营养等领域表现出极大的潜能。

在此我们以医药行业为例，脂质体在纳米制剂领域中可得到良好运用。纳米颗粒的大小是衡量产品质量的重要指标，对其内外的性能有十分重要的影响，直接影响药物的释放、生物利用度、载药量、有机溶剂残留及体内分布与靶向性等，因此纳米制剂制备的关键是控制粒子的大小和获得较窄且均匀的粒度分布，所以采用的制备工艺和设备是生产方应考虑的关键因素。

传统的纳米脂质体制备方法主要包括薄膜分散法、逆向蒸发法、二次乳化法、超声波分散法等。目前，上述制备方法基本还停留于实验室阶段，很难实现规模化、工业化生产，制备过程耗时，成本高、产量低，根本无法满足药品、保健品及化妆品等行业对脂质体的大量需求。新型工艺制备方法——微射流法可很好解决这一问题，其利用空穴、撞击、剪切3种效应使物料细化、乳化、均质和改性。意大利PSI Instruments srl公司旗下PSI系列高压微射流均质机设备可轻松应对脂质体样品制备，实现结果分布均一以及大量生产的需求。  

意大利PSI高压微射流均质机基本介绍

品牌：意大利PSI

原理：

图一 样品在仪器内部示意图

PSI均质机采用液压传动系统推动氧化锆柱塞头产生高压，使物料（红色表示物料）以极大的速度流经固定几何结构均质腔的微管道中。

图二 原理示意图-1

 上图红色部分代表狭缝均质腔，蓝色及绿色部分分别表示进料口和出料口。当物料从一个较粗的管路以极快的速度进入到一个狭窄的管路时，物料瞬间会受到一个高剪切力，形成一个高剪切区，首先将物料自身粒径减小，紧接着物料在均质腔内部与均质腔内壁会产生高碰撞力，此时物料仍保持一个极高的流速。当物料从狭缝进入到出料口时，此时流速会快速下降，同时会产生极大的一个压力降，产生空穴效应，致使颗粒“爆开”。另外，在出料口处，流体会在此形成湍流现象，达到再次混合、碰撞、均质的效果，见下图。

图三 原理示意图-2

应用：脂质体、蛋白、脂肪乳、纳米混悬剂、高分子材料等

优势介绍：高压微射流均质机与传统的动态阀式高压均质机相比，采用固定几何结构、固定孔径大小的均质腔，能够以更加稳定、可控的剪切力处理物料，使得样品在均一性、分散性等方面更胜一筹，且平均粒径更小。

应用实例 

下面我们采用意大利PSI高压微射流均质机对脂质体进行均质，并采用粒径表征设备对均质处理前后结果进行分析、对比。实验过程中所使用设备如下：

试验方法：

将料液导入至进料杯中，以200MPa的压力通过75μm的Y型交互容腔均质3次，对每次均质后的样品分别取样检测。

试验结果：

1.粒径分布检测：

采用Z3000纳米粒度及电位分析仪对均质前后样品的平均粒径、粒径分布进行检测，检测结果如下：

经过均质处理后，样品整体平均粒径从原液的88nm下降到66nm，PI分散系数由0.192下降到0.150，表明样品经过均质后，整体粒径变小，分散更加均一；通过Nicomp多峰分布中两个分散体系粒径均有减小，进一步佐证样品整体粒径在逐渐变小。

2. 大于500nm的尾端颗粒分布及浓度检测：

采用AccuSizer A7000APS对均质前后样品的大于500nm的尾端颗粒分布及颗粒浓度进行检测，检测结果如下：

上图直观展示了原液以及均质不同次数间的差异，我们对结果进行量化，检测其不同粒径通道下的颗粒数量及颗粒浓度，检测结果如下：

随着均质次数的增加，各粒径范围下的颗粒数量呈整体减少趋势。从0.5μm看，颗粒数量由一开始的1783969#/mL到均质3次后的51494#/mL，减少了两个数量级，尾端大颗粒去除效果明显。

颗粒浓度检测结果与粒径分布检测结果互为佐证，尾端大颗粒数量减少，说明样品中整体粒径分布势必会减小；反之亦可证明。

总结

结合粒径表征的分析，高压微射流均质非常适合对脂质体进行制备。脂质体等纳米制剂能否成功开发，取决于其从实验室规模到工业规模的可转移性，传统方法制备水平较低且无法实现规模化生产，PSI高压微射流均质机可完 美解决这样的问题，意大利PSI高压微射流均质机拥有从小试、中试到最 终生产的全线产品且可根据产量需求进行定制，可完全应对用户实验室实验需求进而转移至规模化生产的需求。不仅在医药行业，食品、化工及电子行业，高性能的高压微射流均质机都有着不可替代的地位。