低频探头超声波处理器是制造稳定纳米乳液的关键高能驱动器。
该设备通常以20 kHz的频率运行，利用机械振动产生强烈的声空化。这些强大的作用力对于克服油水相之间强大的界面张力至关重要，能够将液滴物理性地粉碎至纳米尺度，并确保它们不会重新合并。
核心要点 虽然标准混合可以混合液体，但只有低频超声处理的破坏性力量才能在分子水平上撕裂油水界面。通过有效抑制液滴聚结并降低多分散指数（PDI），该过程将临时混合物转化为动力学稳定的纳米乳液。
液滴尺寸减小的机制
产生强大的空化作用
探头的主要功能是将机械振动直接传递到流体中。这会产生一种称为声空化的现象。
在此过程中，微观气泡形成并剧烈破裂。这种破裂会释放极高的局部能量，这是减小粒径的主要驱动力。
克服界面张力
要制造纳米乳液，您必须克服油和水之间的自然阻力。
探头产生的“破坏性力量”会撕裂油水界面。这种物理应力会显著压缩乳液液滴，通常将其尺寸减小到148 nm左右。
增强稳定性和均一性
抑制液滴聚结
乳液的主要失效点之一是聚结，即小液滴合并成大液滴，导致分离。
在两步乳化过程中，超声处理可有效减少纳米乳液液滴和胶束之间的接触。这种分离可防止液滴重新组合，从而确保制剂的结构完整性。
降低多分散指数（PDI）
均匀性是稳定性的关键。低频探头不仅能使颗粒变小，还能使其保持一致。
通过施加均匀的剪切力，处理器显著降低了多分散指数（PDI）。较低的 PDI 表明粒径分布较窄，这直接关系到增强的长期动力学稳定性。
纳米尺寸的功能优势
增加表面积
随着液滴尺寸的减小，分散相的比表面积呈指数级增加。
增加的表面积对于与生物靶标的相互作用至关重要。超细粒径可提高活性成分（如阿托伐他汀）渗透到受损组织（如皮肤）的渗透效率。
理解权衡
管理破坏性力量
“破坏性力量”一词是准确的——所涉及的能量非常强烈。
虽然对于打破界面张力是必需的，但如果控制不当，这种高能量可能会损坏敏感的活性药物成分（API）。您必须在减小粒径的需求与您所运载物质的化学稳定性之间取得平衡。
热量产生
机械振动和空化内爆会产生大量热量。
如果没有适当的温度控制（例如冷却夹套或脉冲操作），20 kHz 探头产生的热量可能会降解乳液或其中的药物，从而抵消相变带来的好处。
为您的目标做出正确选择
在优化超声处理过程时，请根据您的具体目标调整参数：
- 如果您的主要重点是长期储存：优先实现低多分散指数（PDI），以防止聚结并确保动力学稳定性。
- 如果您的主要重点是生物利用度：专注于将粒径减小到 148 nm 范围，以最大化表面积和皮肤渗透效率。
低频探头不仅仅是一个混合器；它是一个高精度工具，通过机械能来换取卓越的物理稳定性和生物学性能。
总结表：
| 特性 | 机械作用 | 对纳米乳液的影响 |
|---|---|---|
| 频率（20 kHz） | 强烈的声空化 | 将液滴粉碎至纳米尺度（~148 nm） |
| 界面张力 | 高能破坏性力量 | 克服油水阻力以实现相变 |
| PDI 控制 | 均匀的剪切力 | 降低多分散指数以实现长期稳定性 |
| 表面积 | 粒径减小 | 提高活性成分的渗透效率 |
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参考文献
- Omar Sarheed, Markus Drechsler. Formation of stable nanoemulsions by ultrasound-assisted two-step emulsification process for topical drug delivery: Effect of oil phase composition and surfactant concentration and loratadine as ripening inhibitor. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118952
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .