微流化器技術
可以使用多種技術實現(xiàn)減小粒徑和均勻化,本研究使用了該公司的微流化器來處理樣品。如圖1所示,微流化器從入口儲液罐中取樣,增壓泵產(chǎn)生高達40,000psi的壓力,迫使樣品通過相互作用室。相互作用室(圖2)使樣品暴露在均勻且強烈的沖擊和高剪切率下。接著,樣品被冷卻,納米級顆??梢员换厥帐褂没蛟傺h(huán)多次通過,以實現(xiàn)所需的均勻粒徑分布。微流化器的方法是可重復的,可以從實驗室擴大到商業(yè)化處理。
圖1:微流化過程
圖2:Y單開槽(左)和多開槽(右)相互作用室
材料和設備
本研究中討論的樣品均在微流化器上進行處理,如圖3所示。這是一款臺式裝置,旨在將微流化器的納米技術處理提升到毫升級,并應用于制藥、生物技術及其他行業(yè)。
圖3:微流化儀
對前處理結果的激光衍射分析儀和后處理分析的PSS Nicomp DLS系統(tǒng)(圖4)進行了測量。
圖4:Nicomp DLS系統(tǒng)
個樣本是一種模擬藥物輸送工具的水包油乳劑。分散相由5wt%角鯊烷和1.5wt%表面活性劑組成。使用以下公式創(chuàng)建了分散體:
· 去離子水=93.5%
· 乳化劑T-80=0.75%
· 角鯊烷=5%
· 司盤85=0.75%
在對微流化器進行處理之前,樣品使用高速分散混合器(IKA T25)混合5分鐘。使用微流化器處理器生成納米乳劑,使用在20kpsi的F12Y處理室處理樣品329A,使用在30kpsi的F12Y處理室處理樣品329B。每個樣品在選定的壓力下處理1次和5次通過微流化器。
第二個樣本是使用以下公式創(chuàng)建的脂質(zhì)體(1):
· 去離子水=93.5%
· 大豆卵磷脂=1.5%
· 大豆油=5%
在對微流化器進行處理之前,樣品使用高速分散混合器(IKA T25)混合5分鐘。脂質(zhì)體是使用微流化器處理器產(chǎn)生,使用在20kpsi的F12Y處理室處理樣品329C,在30kpsi的F12Y處理室處理樣品329D。每個樣品在選定的壓力下進行處理1次、2次和5次通過微流化器。
結果:納米乳化液
在納米乳化液由高速分散混合器混合后,在微流化器處理之前,其粒子中值粒徑(Dv50)=8.5µm或8500nm。然后由微流化器在20kpsi下處理樣品,并在1次和5次通過后由Nicomp DLS系統(tǒng)進行測量,結果見圖5、表6和表1。注:圖5顯示了未處理的處理尺寸縮小為橙色(左Y軸),處理結果為淺藍色(右Y軸)。該表報告了強度加權平均直徑和多分散性指數(shù)PI。
圖5:納米乳液樣品329A,未加工,處理1次、5次,測試數(shù)值為20kpsi
圖6:納米乳液樣品329A,處理1次、5次,測試數(shù)值為20kpsi
通過次數(shù) | 尺寸(nm) | PI |
1 | 205.5 | 0.166 |
5 | 141.8 | 0.139 |
表1:納米乳液樣品329A,處理1次、5次,測試數(shù)值為20kpsi
樣品隨后由微流化器在30kpsi下進行處理,并在1號樣品和5號樣品通過后由Nicomp DLS系統(tǒng)進行測量,結果見圖7、圖8和表2。
圖7:納米乳液樣品329B,未加工,處理1次、5次,測試數(shù)值為30kpsi
圖8:納米乳液樣品329B,處理1次、5次,測試數(shù)值為30kpsi
通過次數(shù) | 尺寸(nm) | PI |
1 | 185.1 | 0.174 |
5 | 114.4 | 0.127 |
表2:納米乳液樣品329B,處理1次、5次,測試數(shù)值為30kpsi
結果:脂質(zhì)體
脂質(zhì)體樣品由高速分散混合器混合后,通過激光衍射獲得的中值粒徑大?。―v50)=8.9µm。然后,將樣品329C在20kpsi下由微流化器處理,并在1、2和5次通過后由Nicomp DLS系統(tǒng)測量,結果如圖9、10和表3所示。
注:圖8顯示了未處理的處理尺寸縮小為藍色(左Y軸),處理結果為栗色(右Y軸)。
圖9:脂質(zhì)體樣品329C,未處理,處理1、2和5次,20kpsi
圖10:脂小體樣品329C,處理1、2和5次
通過次數(shù) | 尺寸(nm) | PI |
1 | 232.2 | 0.202 |
2 | 191.6 | 0.127 |
5 | 155.3 | 0.122 |
表3:處理1、2、5次通過后的脂質(zhì)體樣品329C,20kpsi
脂質(zhì)體樣品329D由微流化器在30kpsi下進行處理,并在通過1次、2次、5次后由Nicomp DLS系統(tǒng)進行測量,結果見圖11、12和表4。
圖11:脂質(zhì)體樣品329D,未加工,處理1次、2次和5次,30kpsi
圖12:脂質(zhì)體樣品329D, 處理1、2和5次,30kpsi
通過次數(shù) | 尺寸(nm) | PI |
1 | 214.2 | 0.172 |
2 | 189.1 | 0.133 |
5 | 149.4 | 0.129 |
表4:脂質(zhì)體樣品329D、處理1、2和5次,30kpsi
事實證明,微流化器是一種創(chuàng)建納米乳液和脂質(zhì)體樣品簡單、高效的技術,通過微流化器處理后,粒徑分布變得更為緊密。使用微流化器在實驗室規(guī)模上進行配方和處理實驗的好處是知道該工程可以擴大到商業(yè)規(guī)模,Nicomp DLS系統(tǒng)是一種可以跟蹤記錄微流化器減小粒徑的簡單、有效的儀器。