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FMS Nicomp 380 OL納米激光粒度儀 
專為復(fù)雜體系提供高精度粒度解析方案
在線監(jiān)控產(chǎn)品粒度分布，試試控制產(chǎn)品品質(zhì)
基本信息

儀器型號(hào)：FMS Nicomp 380 OL

工作原理：動(dòng)態(tài)光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）

檢測(cè)范圍： 0.3nm-10.0μm

FMS Nicomp 380 OL在線納米激光粒度儀使用動(dòng)態(tài)光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）原理，可以對(duì)納米級(jí)別的分散體系進(jìn)行測(cè)量獲得粒度分布。PSS的Nicomp 380 OL系列機(jī)臺(tái)結(jié)合了實(shí)驗(yàn)型機(jī)型（N3000）的優(yōu)勢(shì)，除傳統(tǒng)的高斯分布外，更可以給出**的Nicomp多峰分布。動(dòng)態(tài)光散射在線測(cè)量粒度的難題一是需要稀釋，二是自動(dòng)進(jìn)樣。PSS利用**的自動(dòng)稀釋技術(shù)成功解決了這兩個(gè)難題，在納米載藥生產(chǎn)工藝中已有成功應(yīng)用。其和實(shí)驗(yàn)室用機(jī)型一脈相承的數(shù)據(jù)處理軟件更可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)讀取和分析，對(duì)關(guān)鍵工藝流程控制有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

n 在線數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室型機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)一脈相承；

n 模塊化設(shè)計(jì)便于維護(hù)和升級(jí)；

l **自動(dòng)稀釋模塊；

l 自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)；

n PMT&APD雙檢測(cè)器自由選配；

n 可搭配不同功率光源；

n 精確度高，*接近樣品真實(shí)值；

n 快速檢測(cè)，可以追溯歷史數(shù)據(jù)；

n 結(jié)果數(shù)據(jù)以多種形式和格式呈現(xiàn)；

n 符合USP,CP等個(gè)多藥典要求；

n 無(wú)需校準(zhǔn)；

n 復(fù)合型算法：

l 高斯（Gaussion）單峰算法與**的Nicomp多峰算法自由切換

納米載藥在線監(jiān)控背景

納米藥物研究近些年主要著重在藥物的傳遞方向并發(fā)展迅猛，納米粒的大小可以有效減少毒性和副作用。所以，控制這些納米粒的粒徑大小是非常必要的。以前我們檢測(cè)產(chǎn)品的粒度大都是在實(shí)驗(yàn)室完成的，然而現(xiàn)在我們也可以在制備過(guò)程中可以進(jìn)行在線檢測(cè)。PSS粒度儀和某知名醫(yī)療公司在英國(guó)劍橋MA完成這一開(kāi)拓性的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)舉——將動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)運(yùn)用到藥物納米載體Accurins的生產(chǎn)線上。

此生物醫(yī)藥公司專門從事給將給藥納米載體Accurins(見(jiàn)圖1)用于治療癌癥以及其他需要大量用藥的重病。通過(guò)控制釋放聚合物，靶向和傳遞醫(yī)療媒介的載體的能力，研發(fā)新穎的靶向療法的納米科技可行平臺(tái)。

圖1：  Accurins 技術(shù)

 Accurins就是典型的由PLA-PEG聚合物（聚丙交酯—聚乙二醇）和API(藥物活性成分)組成的80nm-120nm的納米粒子，PLA聚合物部分提供了相對(duì)的疏水內(nèi)芯來(lái)包裹斥水性的API藥物成分,且PLA聚合物可生物降解。親水性的PEG聚合物部分被用來(lái)覆蓋住顆粒表面，以達(dá)到預(yù)期的擺脫調(diào)理素的作用（免疫）和血液循環(huán)時(shí)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)里的細(xì)胞吞噬作用。80nm-120nm大小的納米粒經(jīng)由 血管時(shí)滲漏（加大滲透性和滯留時(shí)間以及順磁共振作用），剛剛好可以聚集在腫瘤部位而不被脾臟過(guò)濾掉。這也是一個(gè)可以保持物理化學(xué)性能（載藥量、控制釋放、過(guò)程能力、包括*后無(wú)菌滲入和凍干）的尺寸大小。

 Accurins是通過(guò)高壓均質(zhì)來(lái)剪切油滴和水混合的分散相從而制備成納米乳劑，控制乳滴粒徑大小相當(dāng)重要，因?yàn)樗鼪Q定了*終藥物產(chǎn)品的整個(gè)粒度分布。影響乳滴的大小因素很多，包括原料特性，配方，均質(zhì)機(jī)的性能，和生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)置參數(shù)等等。整個(gè)過(guò)程主要就是通過(guò)控制均質(zhì)機(jī)的來(lái)調(diào)節(jié)批次的粒徑大小。

  此生物醫(yī)藥公司目前在研究一款用于臨床的產(chǎn)品-BIND-014，也是一種在研發(fā)的Accurins，它用于運(yùn)載多烯紫杉醇（傳遞前列腺癌薄膜抗體PSMA）到實(shí)體瘤和癌細(xì)胞上面。這里所有試驗(yàn)都是圍繞著BIND-014 Accurins來(lái)展開(kāi)的。

動(dòng)態(tài)光散射原理在線應(yīng)用方案

動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)DLS數(shù)幾十年一直是實(shí)驗(yàn)室里標(biāo)配的檢測(cè)粒度的儀器，但在線檢測(cè)顆粒度的儀器卻非常少。Particle Sizing System(PSS)美國(guó)PSS粒度儀公司現(xiàn)在為客戶的生產(chǎn)線上提供了跟蹤在線檢測(cè)產(chǎn)品的粒度儀。PSS在線系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)從生產(chǎn)線上抽取一只樣品，進(jìn)行自動(dòng)稀釋以避免多重散射帶來(lái)的影響，然后檢測(cè)該樣品，檢測(cè)完后，繼續(xù)不斷地重復(fù)檢測(cè)（如果2所示）。一個(gè)完整的檢測(cè)循環(huán)大約需要2分鐘， 這樣就可以持續(xù)地將產(chǎn)品的粒度信息提供給監(jiān)測(cè)整個(gè)生產(chǎn)操作的工程師。

圖2： 攜帶自動(dòng)稀釋的動(dòng)態(tài)光散射DLS在線系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖。

目錄結(jié)構(gòu)：

1. 前言

2. 動(dòng)態(tài)光散射（DLS）原理

3. DLS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

4. 自動(dòng)稀釋原理

前言

近十幾年來(lái)，動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)（Dynamic Light scattering, DLS），也被稱為準(zhǔn)彈性光散射（quasi-elastic light scattering, QELS）或光子相關(guān)光譜法（photon correlation spectroscopy， PCS）,已經(jīng)被證明是表征液體中分散體系的粒徑分布（PSD）的極有用的分析工具。DLS技術(shù)的有效檢測(cè)粒徑范圍——從5am（0.005微米）到10幾個(gè)微米。DLS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯，尤其是當(dāng)檢測(cè)到300nm以下亞微米的粒徑范圍時(shí)，在此區(qū)間，其他的技術(shù)手段大部分都已經(jīng)失效或者無(wú)法得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，基于DLS理論的設(shè)備儀器被廣泛采用用以表征特定體系的粒度分布，包括合成的高分子聚合物(如乳膠，PVCs等)，水包油和油包水的乳劑，囊泡，膠團(tuán)，微粒，生物大分子，顏料，燃料，硅土，金屬晶體，陶瓷和其他的膠體類混懸劑和分散體系。

應(yīng)用動(dòng)態(tài)光散射原理測(cè)量粒度分布，得到的一個(gè)累積結(jié)果，這決定了動(dòng)態(tài)光散射儀比較容易實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的方式，但是測(cè)量過(guò)程中的濃度因素和自動(dòng)進(jìn)樣缺限制了測(cè)量的精確性和便利性。

動(dòng)態(tài)光散射（DLS）原理    

圖3：DLS系統(tǒng)示意圖

**的動(dòng)態(tài)光散射方法（DLS）從傳統(tǒng)的光散射理論中分離，不再關(guān)注于光散射的光強(qiáng)值，而關(guān)注于光強(qiáng)隨著時(shí)間的波動(dòng)行為。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們?cè)谝欢ń嵌龋ㄒ话闶褂?0°角）檢測(cè)分散溶劑中的混懸顆粒的總體散射光信息。由于粒度的擴(kuò)散，光強(qiáng)值不斷波動(dòng)，理論上存在有非常理想化的波動(dòng)時(shí)間周期，此波動(dòng)時(shí)間和粒子的擴(kuò)散速度呈反比例關(guān)系。我們通過(guò)光強(qiáng)值的波動(dòng)自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算來(lái)獲得隨時(shí)間變化的衰減指數(shù)曲線。從衰減時(shí)間常量τ，我們可以獲得粒子的擴(kuò)散速度D。使用Stokes-Einstein 方程式，我們*終就可以計(jì)算得出顆粒的半徑（假定其是一個(gè)圓球形狀）。

具體解釋可以參考我司動(dòng)態(tài)光散射儀器3000系列介紹資料。

動(dòng)態(tài)光散射（DLS）的優(yōu)缺點(diǎn)    

動(dòng)態(tài)光散射儀器的優(yōu)點(diǎn)是1）操作簡(jiǎn)單；2）不需要光學(xué)參數(shù)；3）不需要校準(zhǔn)；4）容易實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)；5）可檢測(cè)納米級(jí)別顆粒。但是其缺點(diǎn)在于：1）只能進(jìn)行濕法檢測(cè)；2）檢測(cè)范圍窄，只能檢測(cè)亞微米級(jí)別顆粒；3）容易受濃度，溫度等因素影響；4）基于數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到結(jié)果，容易產(chǎn)生偏差。

針對(duì)其缺點(diǎn)，使用現(xiàn)代化的自動(dòng)控制技術(shù)，引入自動(dòng)稀釋是必不可少的。

自動(dòng)稀釋原理    

動(dòng)態(tài)光散射原理測(cè)量粒度分布很容易受濃度高低的限制，因?yàn)闈舛冗^(guò)高，粒子之間會(huì)有多重光散射效應(yīng)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，濃度過(guò)低，采集到的信號(hào)弱且數(shù)量少，也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生偏差。PSS粒度儀使用**的自動(dòng)稀釋機(jī)制，可以將樣品稀釋到目標(biāo)濃度，然后再采集數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)高濃度樣本的檢測(cè)。

系統(tǒng)可以根據(jù)稀釋倍數(shù)自動(dòng)計(jì)算給出原樣品顆粒濃度，解決了高濃度樣品的檢測(cè)難題，適合測(cè)試其他技術(shù)手段無(wú)法檢測(cè)高濃度樣本，更加適合測(cè)量樣品量稀少且珍貴的樣品。

圖4自動(dòng)稀釋原理圖