离心机通过施加高离心力来筛选微乳液的稳定性,在很短的时间内模拟长期储存的物理应力。通过以特定速度(例如 3,500 rpm)旋转配方,研究人员可以人为地增加重力压力,以验证药物是否会保持包封状态,或者混合物是否会分离。
加速稳定性测试使配方师无需等待数月即可预测保质期可行性。如果在离心后微乳液保持清澈均匀,则表明其热力学稳定性高且乳化体系牢固。
加速应力的机械原理
模拟重力效应
随着时间的推移,重力作用于混合物中不同密度的成分,将较重的成分拉下,让较轻的油浮起。
离心机通过产生强大的离心力来加速这一自然过程。
这创造了一个高应力环境,压缩了“老化”过程,迫使任何潜在的不稳定性立即显现。
施加特定力
为了有效筛选稳定性,微乳液通常会以大约 3,500 rpm 的速度进行处理。
该速度足以挑战乳液液滴的完整性,而不一定会破坏配方良好的体系。
目的是施加足够的压力来验证配方能够承受运输和储存的严苛条件。
结果解读
视觉清晰度是主要指标
离心后稳定微乳液最直接的迹象是 视觉清晰度。
通过测试的配方将显得透明且各向同性(在所有方向上均匀)。
任何浑浊或混浊都表明液滴已聚结或乳液结构正在分解。
无相分离
相分离发生在油和水成分“破裂”成不同层时。
如果在旋转后样品显示出任何分层(顶部出现乳化层或底部沉淀),则表明配方未能通过稳定性筛选。
这表明乳化剂无法在施加的力下维持界面张力。
检查药物沉淀
除了液相之外,离心机还检查活性药物是否保持溶解状态。
如果药物没有稳定地包封,离心力会将固体颗粒从溶液中分离出来。
管底出现颗粒或沉淀表明药物在保质期内很可能会结晶或沉淀。
区分溶解度和稳定性
高速分离用于溶解度测定
区分稳定性筛选和溶解度研究很重要,尽管两者都使用离心机。
在确定最大药物载量时,通常会使用明显更高的速度(高达 10,000 rpm)。
更高速度的目的
在这些更高的速度下,目标不是测试乳液的保质期,而是完全沉淀油相中任何未溶解的药物颗粒。
这确保后续测量仅反映真正溶解的药物,从而防止悬浮固体产生错误的读数。
要避免的常见陷阱
混淆物理稳定性与化学稳定性
离心主要测试 物理稳定性(相分离和沉淀)。
它不能检测化学降解,例如活性成分的氧化或水解。
样品可以通过离心测试(保持清澈)但在保质期内仍可能发生化学降解;因此,仍然需要进行化学分析。
过度应力配方
施加超出协议要求的过高转速会破坏即使是可行的微乳液。
坚持使用经过验证的速度(例如,稳定性测试为 3,500 rpm,溶解度分离为 10,000 rpm)以获得相关数据至关重要。
为您的目标做出正确的选择
为了在您的开发流程中有效利用离心机,请将操作参数与您的具体目标相匹配。
- 如果您的主要重点是预测保质期: 以中等速度(约 3,500 rpm)运行离心机,以模拟长期重力应力并检查清晰度。
- 如果您的主要重点是溶解度测定: 以高速(高达 10,000 rpm)运行离心机,以去除未溶解的颗粒,从而准确测量药物含量。
成功的离心测试是确认微乳液足够稳健以实现商业可行性的第一个主要里程碑。
总结表:
| 测试参数 | 速度 (RPM) | 主要目标 | 关键成功指标 |
|---|---|---|---|
| 稳定性筛选 | ~3,500 | 预测保质期/物理应力 | 视觉清晰度,无相分离 |
| 溶解度研究 | ~10,000 | 确定最大药物载量 | 完全去除未溶解的固体 |
| 物理完整性 | 可变 | 模拟运输/储存应力 | 无药物沉淀/颗粒 |
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参考文献
- Shishu Goindi, Ashana Puri. Development of Novel Ionic Liquid-Based Microemulsion Formulation for Dermal Delivery of 5-Fluorouracil. DOI: 10.1208/s12249-014-0103-1
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .