一、實驗目的
建立以芬蘭Kibron表面張力分析儀為檢測工具的吸入制劑霧化性能評價方法，將藥液動態(tài)表面張力、平衡表面張力作為核心量化指標，關聯霧化粒徑、霧滴分布、噴射效率、肺部沉積率等關鍵質量屬性，通過張力數據預判不同處方吸入液體制劑的霧化表現，用于處方輔料篩選、pH與濃度優(yōu)化、批次一致性考察，降低霧化性能不合格的研發(fā)風險。
二、實驗前期準備
1. 儀器與耗材準備
儀器選用芬蘭Kibron表面張力分析儀，可選用單通道Epsilon型號用于精細曲線采集，Delta-8八通道高通量型號用于大批量處方快速篩查，配套DyneProbe金屬探針、恒溫控制模塊、配套數據采集軟件、石英微量樣品杯或96孔DynePlate微孔板。
耗材包含待測吸入制劑原液、處方所用緩沖鹽、滲透壓調節(jié)劑、表面活性劑、助溶劑、18.2 MΩ·cm超純水、0.22 μm水系無菌濾膜、微量移液槍、無水乙醇、氮氣瓶、無粉乳膠手套。
探針預處理：使用丁烷火焰充分灼燒金屬探針，去除探針表面吸附的表面活性劑、藥物及有機物殘留，放置自然冷卻至室溫后安裝在張力傳感器上。高通量機型每一塊微孔板測試完成后啟動儀器自動高溫清潔程序，避免通道交叉污染。
儀器環(huán)境調試：設備放置在減震實驗臺面，遠離空調直吹氣流、離心機震動源，開機預熱30分鐘，設置實驗溫度為25±0.5 ℃，如需模擬人體呼吸道溫度可設置為37 ℃。啟動采集軟件完成整機自檢，確認探針升降、張力信號采集、溫控模塊運行正常。所有樣品杯或微孔板依次用乙醇、超純水沖洗，氮氣吹干，操作過程禁止手部直接接觸容器內壁。
2. 樣品溶液配制與分組設置
基礎緩沖體系配制：按照吸入制劑藥典要求配制等滲緩沖液，調節(jié)目標pH值，配制完成后采用0.22 μm水系濾膜過濾，超聲脫氣30 min，去除溶解在溶液中的微小氣泡，靜置冷卻至室溫備用。
待測吸入制劑樣品處理：混懸型吸入制劑靜置后取上層均一混懸液，避免粗大顆粒接觸探針造成數據異常；溶液型吸入制劑直接取樣，若含有微量不溶物進行低速短時離心取上清。按照實驗設計設置梯度變量，包括不同表面活性劑添加量、不同藥物濃度、不同pH值、不同滲透壓處方組。
對照組設置：空白緩沖液對照組、上市參比吸入制劑對照組、不含表面活性劑的陰性處方對照組，所有對照組溶劑體系、滲透壓、pH保持完全一致。
所有樣品現配現測，避免長時間放置發(fā)生藥物降解、輔料析出、微生物污染影響表面張力數值。
3. 基線校準與空白驗證操作
向樣品杯或微孔內加入脫氣后的空白緩沖液，放置在溫控平臺等待溫度穩(wěn)定，探針充分浸潤液相后靜置平衡20 min，在軟件端執(zhí)行基線歸零操作。
持續(xù)記錄空白緩沖液表面張力30 min，數值波動小于0.2 mN/m即判定基線穩(wěn)定；若波動偏大，重新灼燒探針、清洗容器并更換脫氣緩沖液。記錄空白緩沖液平衡表面張力作為基礎參照值，高通量設備需要復核8個通道平行性，通道間張力差值穩(wěn)定后方可正式上樣。
三、完整上機檢測操作流程
1. 樣品加樣與體系靜置平衡
單通道微量杯操作：向潔凈樣品杯中加入150 μL待測吸入藥液，沿杯內壁緩慢加注，避免產生大量氣泡，存在氣泡的樣品需要重新配制加樣。將樣品杯平穩(wěn)放置于儀器溫控臺，靜置5 min消除移液帶來的液面擾動，等待液面完全平穩(wěn)。
高通量96孔板操作：每孔定量加入50 μL藥液，按照預設排布擺放待測樣品、復孔、各類對照組，加樣完成后用封板膜輕輕密封，室溫靜置10 min，揭膜后檢查孔內氣泡情況，剔除帶氣泡孔位。將微孔板平穩(wěn)卡入儀器載板卡槽，確認卡位牢固無晃動。
2. 動態(tài)表面張力采集參數設定與運行
在采集軟件新建測試方案，選擇動態(tài)表面張力連續(xù)采集模式，采集總時長設置60–90 min，完整記錄張力隨時間變化全過程，獲取初始表面張力、張力下降速率、達到平衡所需時間、最終平衡表面張力四項核心參數。
單通道模式手動調節(jié)探針下降至剛好接觸氣液界面，關閉防風罩啟動程序；Delta-8高通量機型設置逐行自動掃描，八通道同步采集數據。
每組樣品至少獨立重復測試3次平行實驗，保證數據重復性。測試過程全程關閉儀器外防護罩，杜絕氣流擾動液面造成曲線漂移。
3. 樣品更換與防污染規(guī)范
單通道每完成一組樣品測試，升起探針再次火焰灼燒清潔，倒掉廢液后樣品杯經乙醇浸泡、純水潤洗、氮氣吹干，再進行下一個樣品測試。測試順序遵循先低表面活性處方、后高表面活性處方的原則，減少表面活性劑在探針上不可逆吸附殘留。
高通量機型每完成一塊微孔板測量，自動執(zhí)行探針高溫清洗，再放入下一塊待測板，每測試3塊板插入一次空白緩沖孔復測，監(jiān)控儀器基線漂移情況。
四、數據處理、霧化性能關聯判定與處方篩選規(guī)則
1. 數據導出與參數提取
從Kibron分析軟件導出動態(tài)表面張力-時間原始曲線，提取平衡表面張力、張力下降動力學速率、吸附平衡時間，匯總三組平行數據計算平均值，建立表面張力指標與霧化性能的對應關系。
同步對對應處方開展實際霧化測試，記錄空氣動力學粒徑分布、微細粒子分數、霧滴噴射形態(tài)、堵塞概率，完成數據一一匹配。
2. 表面張力對應霧化性能判定邏輯
平衡表面張力處于適中偏低區(qū)間，且動態(tài)張力下降速度較快，代表藥液在霧化氣流剪切下更容易被撕裂為細小液滴，微細粒子占比高，霧滴粒徑分布集中，肺部沉積效果理想，霧化性能優(yōu)良，為優(yōu)選處方。
平衡表面張力過高，藥液液膜韌性強，氣流難以將其剪碎，霧化后大顆粒占比大幅提升，容易沉積在咽喉部位，無法達到肺部靶向給藥效果，霧化效率較差。
平衡表面張力過低，說明處方內表面活性劑添加過量，霧化過程極易產生大量泡沫，導致霧化器出霧斷斷續(xù)續(xù)、噴嘴堵塞，同時過量表面活性劑可能帶來呼吸道刺激性風險，屬于需要下調輔料用量的處方。
動態(tài)張力長時間無法達到穩(wěn)定平衡，說明藥液中高分子輔料較多，界面膜持續(xù)發(fā)生重排，霧化過程霧滴易發(fā)生合并、絮凝，粒徑均一性變差，霧化穩(wěn)定性不足。
3. 處方優(yōu)化應用要點
以Kibron測得的表面張力數值作為快速初篩指標，可在不開展繁瑣霧化粒徑測試的前提下，大批量淘汰霧化潛力較差的處方，大幅縮短吸入制劑處方篩選周期。
通過張力變化確定表面活性劑最低有效添加量，在保證良好霧化能力的同時最大限度降低輔料帶來的刺激性，提升制劑安全性。
長期穩(wěn)定性留樣考察時，定期復測表面張力，若數值發(fā)生明顯偏移，預示藥液內部輔料相互作用、藥物析出，后續(xù)大概率出現霧化性能劣變，可提前預警制劑穩(wěn)定性風險。
五、實驗注意事項
1. 吸入藥液加樣動作必須平緩，氣泡會直接導致張力曲線紊亂，無法真實反映藥液界面性質，氣泡樣品一律作廢重測。
2. 表面活性劑極易吸附在金屬探針表面，樣品之間必須嚴格執(zhí)行高溫灼燒清潔步驟，防止交叉污染導致數據失真。
3. 全批次測試溫度、樣品體積、探針浸入深度、采集時長保持完全統(tǒng)一，僅保留處方單一變量，確保不同組別數據具備可比性。
4. 實驗環(huán)境禁止風扇直吹樣品容器，避免微量藥液水分蒸發(fā)造成濃度升高，改變表面張力真實數值。
5. 混懸型吸入制劑取樣前輕輕顛倒混勻，不可劇烈震蕩，防止提前發(fā)生界面變性影響測試結果。
6. 表面張力僅為霧化性能間接評價指標，篩選出的優(yōu)選處方最終需要通過撞擊器法測定微細粒子空氣動力學粒徑進行最終確認。
