在生物医药研发领域,高效制备粒径均一、稳定性强的脂质体及纳米药物一直是行业痛点。传统制备方法因粒径分布广、批间差异大等问题,难以满足产业化需求。上海净信推出的GSL系列高压均质机,通过其超高压设计与精准控温系统,为这一难题提供了创新性的解决方案,成为突破行业瓶颈的关键力量。
上海净信GSL系列高压均质机,通过其2000bar的超高压能力和智能化温控系统,实现了脂质体与纳米药物的高效、稳定制备,为生物制药研发与生产提供了强有力的工具。
01 技术原理:三重效应协同实现纳米级分散
高压均质机的工作原理基于剪切效应、空穴效应和碰撞效应的协同作用。物料通过高压泵加压后,以较高的速度通过均质阀的狭窄缝隙,在这个过程中:高压泵头组件将物料经过单向阀吸入泵腔,流体物料在柱塞的作用力下,在泵腔和均质阀座之间形成较高的压力。当高压物料通过均质阀组件时,会产生三种效应:
一是 剪切作用:均质阀座与阀芯间的缝隙很小,对物料颗粒产生剪切;
二是 空穴效应:高速挤出的物料瞬间失压,最终达到使物料均匀分布的目的;
三是 碰撞作用:高速挤出的物料以较高的速度撞击到碰撞环上,产生撞击粉碎。
这三种效应的协同作用,能够将脂质体颗粒细化至纳米级别(通常可控制在50-200nm),并显著改善颗粒的均匀性。
02 性能优势:超高压设计结合精准温控保护
高压均质机采用了陶瓷柱塞驱动和氧化锆/钨钢均质阀组件,能够承受高达2000bar(200MPa)的设计压力,使用压力可达1800bar。这种超高压设计不仅确保了纳米级别的分散效果,还使设备能够处理粘度≤2000cp的高粘度物料。
均质设备内置的冷却循环系统直接冷却均质头,避免了样品在高温下的停留,有效保护了药物活性成分的稳定性。对于热敏感型药物(如蛋白类制剂、核酸药物),这一特性尤为重要。
03 应用成果:提升药物质量与治疗效果
根据实验研究表明,采用高压均质法制备的槲皮素纳米脂质体,在150Mpa压力下处理一次,即可获得粒径69.3±0.8nm、多分散指数(PDI)0.282±0.007的优秀成果,包封率达到42%。与传统方法相比,高压均质制备的脂质体具有更好的粒径均一性和稳定性。
在体外细胞实验中,负载槲皮素的脂质体对结肠癌细胞(HCT-116 p53+/+细胞)表现出显著增强的抑制效果,当剂量大于或等于50μM时,癌细胞代谢活性抑制率明显高于游离槲皮素。
这证明了高压均质技术不仅能改善药物制剂物理性能,还能增强其生物学功效。
04 行业价值:推动纳米药物产业化进程
高压均质机的技术突破,为纳米药物产业化提供了关键支持。设备可应用于:
1.脂质体制备:包括传统脂质体、固体脂质纳米粒(SLNPs)以及纳米结构脂质载体(NLCs)等;
2.纳米混悬剂与微胶囊制备:提高难溶性药物的生物利用度;
3.细胞破碎与胞内物质提取:针对大肠杆菌、酵母菌等微生物,有效提取胞内蛋白质、核酸等活性物质;
4.生物材料分散:如碳纳米管、石墨烯、导电浆料的纳米级分散。
与传统制备方法相比,高压均质技术具有良好的可放大性和批间一致性,能够更好地满足cGMP生产要求。
此外,上海净信GSL系列高压均质机采用触摸屏控制、压力传感器实时监测和数据导出功能,为过程控制和数据追溯提供了便利。这些特性满足了制药行业对工艺验证和质量源于设计(QbD)的要求。同时,高压均质技术能够实现更精准的粒径控制和更高的生产效率,为纳米药物研发与生产提供了强大的技术支持。
综上,上海净信GSL系列高压均质机通过其超高压能力和精准控温系统,成功解决了脂质体与纳米药物制备中的多个技术瓶颈。这不仅提高了药物制剂的质量与稳定性,还为生物制药行业的产业化发展提供了有力支持。