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【艾分享-04 · 脂质体制备 · 工艺设备篇】脂质体的粒径控制(二)

更新时间:2024-06-14  |  点击率:466

脂质体的粒径控制(二):均质技术

接着上一篇文章关于脂质体粒径控制方法的介绍,我们这一篇主要讲一下均质技术


均质技术按目前的市售产品来分,主要有两类:一是高压均质技术,二是微射流技术。二者既有着一定的相似性,也有各自的特点,在不同的应用与实际项目中都有着比较多的应用。当然,市售各品牌产品也比较多,本文并不针对某一设备进行讲述,而是立足于均质这一技术进行介绍。


 

 

(一)能量转换      

 

 

 

 

均质过程总的来说是一个能量转换的过程。从此角度可将所有均质设备的运行分为3个过程:能量来源与转换、能量传输和能量使用。

 

能量来源与转换

均质设备的能量来源有三种:电能液压能气源能


一般来说:

电能作为动力源时是通过电机的运行直接将电能进行转换,作为均质设备的动力源;


液压能是通过电机将电能转化为液压能,再转化为机械能从而作为均质设备的动力源;


气源作为动力源时,往往其压力达不到均质设备所需的压力,所以实际应用中是通过增压单元将气压进行增压后作为均质设备的动力源。


这三种动力方式都有着各自的特点,在市售的均质设备中都有着比较广泛的使用,这里做一个简要的说明:


电能

电能直接作为均质设备动力源时,其特点是能量来源和动力传输都比较稳定,其输出压力和设备产能适中,设备运行噪音小,比较适合制药行业的特点,因而应用面最·广

此类型均质设备最高可稳定输出压力一般在2000bar左右,流量最大可到1000L/H或以上,最小型设备的单次最小样品量可做到约5ml

在具体选择此类均质设备时,需综合考虑三个因素:样品总量使用压力单次使用时间。可以将样品总量和单次使用时间二者结合后计算出所需设备的流量,再结合使用压力进行均质设备动力的选型。其中,在进行所需设备流量计算时需注意:与使用时间相结合的样品总量是单次样品量与均质次数的乘积,且需考虑多次均质时中途切换的时间

 

液压能

液压能作为均质设备动力源时,其特点是动力来源和传输都比较稳定,输出压力高,特别是高压(2000bar以上)运行时的稳定性好。

一般来说最高压力可以达到3000bar或更高,流量也很大,可以到每小时吨级以上。但此类型设备噪音较大,体积大,耗能大,且因泄漏造成污染的风险也相对较大,因而在制药行业的应用中相对较少。但对于需要2000bar以上工作压力的样品,可考虑此类型设备

 

气源能

气源作为均质设备的动力源时,其特点在于设备结构简单,体积小。但均质设备往往所需的工作压力高(一般在1000bar左右),所以气源往往需要增压后才能作为均质设备的动力源。

一般来说,气源提供的压力和流量均有限(仅限于一般的工况条件,特殊设计的气源供应系统除外),所以高压运行时如果设备所需流量大则容易有压力不稳定,出现大幅波动或下降的情况。

所以,此类型均质设备一般比较适合于实验室设备使用可实现高压功能(如3000bar),也可实现微量样品均质要求(如3ml),但生产上往往不合适

 

 

能量的传输

动力源将能量接收后即通过各自的转换机构将能量转移至工作单元,可通过机械连杆传输、皮带传输、齿轮传输等各种方式,该环节的设计主要由机械设计人员考虑,主旨是使能量传递最·稳定,损耗量最小。客户端除考虑设备能耗因素时需着重考察外,其他不必·过于关注。


均质设备中与能量传输相关的部分属机械部分知识,与具体应用的关联性不大,这里就不做详细介绍了。


能量的使用

能量来源已有,也传输过来了,如何才能把这些能量用好呢?这就可以关联到具体应用项目中来了。


均质设备的能量使用单元即为均质单元。均质单元通过其特殊的结构和流道设计,能产生很高的背压。其过程为:动力传输单元将样品输送至均质单元的背压模块时,由于其特殊结构设计,使样品流道急剧变小,进而对样品粒子进行增压、增速,并在特殊结构中进行爆破、碰撞、剪切,能量也就在此过程中传递给样品粒子,使其破碎,粒径变小


此单元主要有两方面的因素会极大影响均质的效果:能量转化率产热量


从均质单元类型上来说有分体狭缝式(也称均质阀式)和整体狭缝式(也可称微射流腔)。均质阀式有剧烈释压型和温和释压型;微射流腔有Z型和Y型。这几种不同的结构类型在实际使用中都非常广泛,差别也较大。


行文至此,篇幅已长,此篇就暂到这里吧。

均质单元是均质技术的关键所在,也是均质设备的核心,下一篇会作为一个专题进行介绍。

感谢大家的持续关注~