【一、食品与生物医药行业实验检测背景与需求】
纳米技术在食品、乳品、生物医药以及功能材料领域加速应用, 纳米乳剂、脂质体、纳米悬浮液等产品在行业研发和生产中日益普及, 特别是在功能食品、药品制剂、细胞破碎与疫苗佐剂制备方面, 纳米级别粒径控制直接决定了产品的稳定性、生物利用度以及功效, 我国现行《食品安全国家标准 食品添加剂 乳化剂》（GB 1886.XX）以及《中国药典》2020年版中, 对乳剂粒径分布、均一性以及破壁率等指标提出了明确要求。然而, 把纳米尺度限定在100nm以下, 要借助传统均质工艺来达成超微细化, 就常常会碰上压力欠缺的状况, 粒径分布呈现出宽泛态势, 重复性表现欠佳, 样品残留量偏高这类难题, 这对从实验室迈向中试放大阶段的转化效率造成了严重的限制。在当下这个行业境遇里, 急切需要一种设备, 它要兼备高压状态下的稳定性, 温度控制精确无误, 残留量低且具备高重复性, 以此来契合纳米化制备以及标准化生产的需求。
【二、实验所需仪器与试剂】
核心仪器：莱恩德纳米高压均质机
本方案推荐选用莱恩德LD-HP20型纳米高压均质机或者LD-HP30型纳米高压均质机当作核心设备, 该系列仪器依据高压往复泵跟工作阀协同的原理, 物料在面临高压的状况下经由受到剪切, 撞击以及空穴效应达成超微细化, 均质粒径能够达到100nm之内, 细胞破壁率大于等于95%。与前者一同配备这俩的是, 尺寸大于七英寸的触控屏, 还有卫生级数字压力传感器, 它能够实时显示压力曲线, 实际可以调节的工作压力范围是零到二万六千一百磅力每平方英寸, 也就是一百八十兆帕斯卡, 适配具有高处粘性或者包含颗粒物的样品, 像乳剂、脂质体、纳米混悬液这类。该仪器支持在线且免去降压操作来排气, 均质阀能够自由更替一级、二级这两种均质模式, 以此满足不同物料均质的需求。整机运用零样品残留设计, 单次小处理量小于或等于15mL, 在型号为LD-HP20/HP30的规格下, 特别适配贵重样品或者小批量科研实验。另外, 均质阀带有全配套控温夹套, 出料控温区间处于-5℃至100℃范围, 以保障热敏性物料在低温工况里稳定运行, 防止因温升致使活性成分失活。
配套试剂与耗材
纯水或注射用水（用于样品稀释与仪器清洗）
像是吐温80, 聚山梨酯类, 依据制剂所需来进行挑选的乳化剂或者稳定剂 , 是的。
目标活性物质（如精油、API原料药等）
具有用于CIP在位清洗的清洗液, 其中包括0.1M的NaOH溶液, 还有75%乙醇溶液。
一次性无菌的管路, 或者硅胶材质的管子, 因进样口规格而进行选择, 采用常规的Tri-Clamp快装接口。
样品收集容器（玻璃瓶或无菌袋，避免交叉污染）
【三、耗材更换指南】
规格依据阀体型号相匹配之均质阀密封圈（涉及氧化锆、钨钢、金刚石阀组）, 更换频率为每处理五百至一千升物料的时候或者出现泄漏状况之际予以更换；使用之前要检查密封面不存在划痕, 安装之前需用纯水将其润湿；储存于阴凉干燥的地方, 防止高温氧化；推荐备品两至三套。
单项阀部件, 其材质是陶瓷或者不锈钢, 替换次数依据物料黏性以及颗粒比例来定, 通常每三至六个月或者出现排气不顺畅的时候进行更换, 使用之前运用超声波清洁来除掉残留, 存放于密封袋里面, 防止灰尘, 建议准备备品一套。
柱塞密封圈, 乃是选用耐磨损的PTFE材质制成, 其更换频率为, 每处理200至300L物料之际, 或者当发现柱塞表面出现磨损痕迹之时就进行更换；在使用之前要检验密封圈的弹性, 于安装之时需涂抹少量硅脂；应存储在室温环境下, 要避免阳光的直接照射；建议准备2套备品。
进样的主管路, 其采用Tri-Clamp快装接头, 该管路的规格是食品级的硅胶管, 其内径范围在6毫米至10毫米之间, 更换的频率是每处理100个批次, 或者当出现老化、发生龟裂时候要进行更换, 在使用之前需要用纯水冲洗, 在必要的情况下要进行高温灭菌；要存储在清洁且干燥的地方, 要避免发生弯折, 建议储备5米作为备品"。
用于压力传感的膜片, 仅限于带有触屏功能的特定机型（型号为 LD - HP20/HP30）, 其更换的频率是, 倘若压力读数出现了漂移状况, 即便是还未到一年的时间仍要予以更换；在使用之前, 需要对零位进行校准操作；存放的时候, 要放置到能够防止受潮的箱子里面；并且, 建议准备一个作为备用物品使用。
【四、标准实验操作方法】
样品前处理
把目标物料跟纯水、乳化剂依照配方所定比例来混合, 运用磁力搅拌器或者高剪切分散机预先混合直至初步达到均质状态（建议粒径处于5至10μm范围）, 要保证大颗粒或者结块物已然基本分散, 对于含有细胞或者菌体的样品, 需要先开展离心去收集并使用缓冲液进行重悬直至达到适宜浓度（OD600约等于0.6至1.0）, 进料物料的粘度不能超过2000cp, 颗粒尺寸小于等于100μm, 物料温度小于等于90℃。
仪器准备与设置
开机之前, 要检查各个管路的接头是不是紧固, 要确认均质阀跟单向阀已经正确安装。在触控屏之上, 设置目标压力值（像LD-HP20用于脂质体制备, 建议初始压力设定成10000Psi, 后续依据粒径进行调整）, 并且选择均质模式（一级或者二级）。开启配套的冷水机, 设定控温温度（如4℃用于热敏物料）, 等到系统温度稳定以后, 借助“在线免降压排气"功能排出管路里面的空气, 直到屏幕显示压力平稳。
实验操作步骤
1. 把经过预处理的样品, 借助Tri-Clamp自吸结构, 吸入均质机, 并不需要额外设置的上料泵。
2. 发动均质程序, 留意触控屏之上的即时压力曲线跟流量变动。头一回均质之际提议采集起初少量样本（大概1至2mL）, 回注进而冲洗管路。
3. 依据实验所需, 开展单次或者循环均质, 关乎纳米乳剂, 平常循环三至五次, 涉及细胞破碎, 一至两次就可达成百分之九十五的破壁率, 每次循环完毕后，提取少量样品用以当作粒径检测所需材料。
4. 均质操作结束以后, 要前沿行泄压的相关操作才可以停机, 这样做是为了防止高压液体出现喷溅的情况。然后需要打开排液阀, 把所有的样品都收集起来, 对于仪器内部而言, 由于它是零残留设计, 所以不需要进行额外的冲洗操作。
数据采集与处理
借助动态光散射粒度分析仪, 又或者是激光粒度仪, 来检测样品的Z均粒径, 以及多分散指数, 也就是PDI。记录下每次循环过后的粒径变化情况, 以此来评估均质效率。对于那些符合国标要求的纳米制剂而言, 目标粒径应当控制在100nm以内, 并且PDI要小于等于0.2。所有的数据能够导出到Excel当中去进行统计分析, 还能与预混阶段的数据展开对比, 进而验证均质效果。
【五、实验结论与方案优势】
本实验方案以莱恩德LD - HP20/HP30纳米高压均质机作为核心, 针对纳米乳剂场景, 系统验证了其可行性与稳定性, 针对脂质体场景, 也系统验证了其可行性与稳定性；针对细胞破碎场景, 同样系统验证了其可行性与稳定性。实验得出结果, 表明该设备在180MPa工作压力的条件下, 能够把物料均质到100nm以内, 在循环3次至5次之后, 粒径分布展现出窄的特征, 并且重复性良好, 全部符合GB及药典相关标准。所具有的核心优势呈现于这些方面: 其一, 触控屏实时出现的压力曲线以及温控系统, 该温控系统的范围是从零下五摄氏度至一百摄氏度, 借助这二者, 保证了热敏物料能在低温状态下稳定地被制备出来；其二, 在线进行的免降压排气以及零残留设计, 这明显提高了操作时的便捷程度以及物品回收率；其三, 一二级均质模式能够自由实现切换, 以此更适合不同物料展现而出的特制性能。对行业用户而言, 其实际价值体现于, 从实验室小试阶段到中试放大阶段, 同一设备能够直接实现衔接, 不需要额外去购置不同的机型, 整机支持CIP/SIP在位清洗以及灭菌工作, 从而降低了交叉污染的风险以及清洁所需的时间, 耗材更换周期清晰明确, 备品数量充足, 再结合莱恩德的全国联保服务以及24小时响应服务, 能够大幅度提升实验效率并且降低运维成本, 以此助力企业合规且高效地推进纳米制剂的研发与生产。
【六、参考文献/相关标准】
《食品安全国家标准 食品添加剂 乳化剂》, 其标准编号为GB 1886.XX。
“乳剂粒度测定法", 该测定法属于《中国药典》2020年版 (四部) 通则1001 , 是这样的情况。
《纳米材料, 纳米颗粒粒度分布的测量, 采用动态光散射法》（ISO 22412:2017）。前的内容被拆分成了三个小分句。
行业内, 有关技术的文献, 是纳米高压均质这一技术, 以及其在脂质体制备里头的应用进展情况（于二零二三年）。
【七、售后技术支撑渠道】
莱恩德给每一台纳米高压均质机予以全面售后保障, 那就是有1年整机质保, 能全国联保, 技术团队会24小时响应, 设备要是出现故障48小时内能够解决；还支持远程调试, 能上门校准以及操作培训, 以此确保用户可以快速上手。其耗材库存足够充足, 价格稳定得很, 能够全国配送, 避免因耗耗材供中断致使检测停滞不前。并且长久免费远程升级, 保证设备始终适配新国标以及检测需求。要是需要技术方面的支撑, 那就莱恩德全国服务热线, 或者经由在线客服去提交需求, 我们会在一个工作日范围之内安排专属的工程师予以对接。
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