PSI-高压微射流均质机用于乳剂制备

01 纳米乳概况

纳米乳（nanoemulsion, NE）是由水相、油相、乳化剂和助乳化剂按适当的比例形成的粒径为1~100nm 乳滴分散在另一种溶液中的热力学稳定体系。纳米乳作为一种新型多元载药系统，既可以增加难溶药物和脂溶性药物的溶解度，也可以负载水溶性药物，延长作用时间，提高药物的生物利用度，发挥缓释、靶向作用。随着纳米技术的迅猛发展，纳米乳在各行各业的用途越来越广泛。纳米乳乳滴大多为大小均匀的球形，粒径大多小于100 nm，外观透明或半透明，黏度低。与普通乳剂在组成上相比，需要加入助乳化剂才能形成粒径较小的乳滴，且乳化剂与助乳化剂的用量比普通乳剂要大得多，一般在10%~30%。常规可分为水包油（O/W）型、油包水（W/O）型及双连续型（W/O/W 或 O/W/O）3种。

02 纳米乳制备方法

纳米乳处 方筛选

处 方组成筛选是制备纳米乳的关键，其目的为获得稳定的纳米乳，获得小粒径和小多分散系数（Polydispersity index, PDI）的纳米乳，获得具有特定功能的纳米乳以及稳定的乳剂CF体系。CF筛选实质是确定油相、乳化剂、助乳化剂的种类以及与水相的ZJ配比。若CF组成及比例不当，就不能形成纳米乳或形成的纳米乳区域太小，不能达到增溶药物的目的。CF筛选一般通过实验对比并结合相图绘制来进行。

纳米乳制备

只要纳米乳的CF选择适当，就能自发形成纳米乳，且与各成分的加入顺序无关。一般采用低能乳化法，即在恒温搅拌下，向含有乳化剂、助乳化剂、油的混合体系中滴加水，体系瞬间变透明即形成纳米乳。

纳米乳评价

纳米乳的常规评价主要包括乳剂类型、乳滴粒径及其分布、稳定性、外观形态，pH值、黏度、药物的包封率等。粒径检测一般采用纳米粒度仪，纳米乳形态采用透射电镜（TEM）。药效学评价是载药纳米乳内在质量的主要评价指标，包括体内和体外药效学评价。

03 样品说明和制备

乳剂制备

由高剪切均质器(HSH) Silverson L5M-A进行初乳制备，然后通过PSI-20高压微射流均质机进行均质处理，单槽均质腔(Y型，E101D, 75µm)。上图是不同制备的样品和处理方式

PSI-20是一款全数字控制的高压微射流均质机，用于乳化、解团聚、分散和降低粒径。

该系统是基于一个固定几何形状的均质腔，并能够提供超2000bar的压力，20L/h流量，这制备了一种细小且均匀的粒径大小分布。PSI-20具有进行封闭管路和开放式管路两种配置，可提供从60ml起至连续的进料。

04 样品检测

AccuSizer 780 系列A7000 APS

AccuSizer 780 A7000 APS由进样器，传感器和计数器三大核心部件组成，基于单颗粒光学传感技术（Single Particle Optical Sizing, SPOS）的光阻法原理，当样品经过光路时，样品中颗粒对光进行遮挡，产生截面阴影进而产生一个脉冲信号；粒子大小不同，脉冲信号不同，一个脉冲信号对应一个粒径大小，同时计数器对此进行计数，从而实验单粒子计数功能。

Nicomp 380 系列Z3000

Nicomp Z3000采用动态光散射原理分析样品粒径分布；动态光散射方法（Dynamic Light Scattering, DLS）从传统的光散射理论中分析，不再关注于光散射的光强值，而关注于光强随着时间的波动行为。通过光强值的波动得到自相关函数，从而获得衰变常数τ，进而更具公式得到扩散系数D，进一步根据斯托克斯爱因斯坦方程换算得到颗粒平均粒径。

同机可通过多普勒频谱分析法或者相位分析法测得Zeta电位值，用于评估体系带电情况。

Lum系列LumiSizer

Lumisizer分散体系分析仪，通过ZL技术STEP-Technology(Space and Time Extinction Profiles)，即对样品的整体空间范围用平行近红外或蓝光照射，通过光学传感器CCD检测透光率以获得空间和时间消光图谱（Space- and Time-resolved Extinction Profiles）。仪器可同时对12个不同样品进行高精度测试和数据记录。

通过查看整个样本的指纹图谱，软件可以对体系不稳定原因进行分类，如乳化，沉降或絮凝等。 

05 检测结果

PSD & PFAT5——浓乳液

采用PSI-20微射流均质机进行均质，1500bar，均质5次，乳剂油相比20%，其平均粒径及PFAT5测试结果如Table 1所示。随着均质次数的增加，平均粒径和PFAT5逐渐降低，在前两次均质时，平均粒径和PFAT5下降明显；值得注意的是在一次均质后，PFAT5已低于0.05%

Table 1: PSD data and PFAT5 values

Concentrated Emulsion

物理稳定性——浓乳液

采用PSI-20微射流均质机进行均质，1500bar，均质5次，乳剂油相比20%，其稳定性谱图如Figure 1所示，红色是起始谱线，绿色是结束谱线（从左往右，从上往下，依次为初乳，均质1次，2次，3次，4次，5次样品）。乳剂的不稳定性主要体现在上浮效应，随着均质次数的增加，谱线图越密集，上浮效应越弱，体系越稳定。

谱图便于分析样品体系不稳定的表现（上浮、沉降、絮凝等），详细记录体系整个过程中的变化；而通过软件可以直接得到不稳定性指数这一直观参数，如Figure 2所示。不稳定性指数值越低，体系越稳定。从Figure 2中可以直观观察到随着均质次数增加，体系越稳定，与粒度测试结果一致。

Figure 2 Kinetic of instability Index of samples.

PSD——稀乳液

PSI-20微射流均质机进行均质，120bar，均质6，乳剂油相比5，其平均粒径，稳定性谱图（含稳定性指数）等结果如下图所示。

Table 2: PSD data

Diluted Emulsion

物理稳定性——稀乳液

Figure 3: Picture of different aliquots after the centrifugation

Figure 4 Separation profiles of different aliquots

界面追踪——稀乳液

Figure 5: Kinetics of Instability Index of the different aliquots.