无定形

固定剂量复方止痛药X 射线衍射法固定剂量复合剂 (FDC) 描述的是在单一剂型种包含一种以上活性药物成分（API）的药物。结合不同的 APIs 可以提高药物的效力或帮助抵消副作用。在质量控制和生产研发中，精确确认FDC中不同 APIs 的比例至关重要；XRD 被证明是这种测试的最理想工具。简介据世界卫生组织统计，头痛是最常见的神经系统疾病之一，估计有 50% 的成年人每年至少头痛一次。止痛药是专门为缓解头痛症状而配制的，通常作为非处方药和处方药提供。由于头痛可能是由不同的，并且有时是多种因素引起的，因此以不同方式影响身体的多种 APIs 的复合剂可以提高镇痛的效果。在此类固定剂量复合剂 (FDCs) 中，产品中不同镇痛药的比例至关重要。因此，物相组成的确定和确认是研发和质量控制过程中的重要步骤，这通常使用 X 射线衍射（XRD）进行表征。在本应用报告中，确定了市售的抗头痛药物的物相组成，即三种不同成分（乙酰水杨酸、对乙酰氨基酚和咖啡因）的FDC。研究了不同结晶和无定型辅料的存在，并通过 Rietveld 方法定量拟合最终确定了三种组分的比例。实验样品制备FDC 以片剂形式购买，并在玛瑙研钵中手工研磨成细粉。将粉末填充在直径为 1 mm 的毛细管中用于 XRD 测试。X 射线衍射测试衍射测试是在安东帕的自动化多用途粉末 X 射线衍射仪 XRDynamic 500 上进行的，衍射仪配有毛细管旋转台和 Primux 3000 密封管 Cu靶 X 射线源。入射光路使用椭球 Ni/C 多层膜反射镜聚焦 X 射线束的水平透射几何，毛细管在其中旋转时进行测试。结果定性分析本报告中检测的样品包含三种主要成分：乙酰水杨酸（ASA）、对乙酰氨基酚（扑热息痛）和咖啡因。FDC 的衍射图案显示出几个尖锐的布拉格峰，清楚地表明存在结晶相。与文献数据模拟的所有三种 APIs 的粉末图样直接比较表明，测试数据的大多数反射都与模拟非常吻合，无论是在峰值位置还是强度(图1)。 数个反射峰 (见于12.5°, 16.5°, 19.2°, 19.6°, 20°, 21.3° 和 23.8° 2θ) 无法与 API 相关，因此需要进一步分析。图 1：将 FDC 样品的测试衍射图与从所有三种已知 APIs 模拟的图谱进行比较。无法解释的反射标有 *。三个最强的无法解释的反射的放大视图显示为镶嵌。比较从文献数据模拟的 α-乳糖水合物的衍射图与 FDC 衍射图清楚地表明，乳糖的最强反射与迄今为止 API 未解释的峰位置一致（图 2）。图 2: 测试的 FDC 衍射图谱与 α-乳糖水合物的模拟图谱比较。对数坐标绘制 FDC 图谱清楚地揭示了广泛的特征，表明除了已经确定的晶相之外，还有其他非晶成分（图3）。图 3: 对数坐标绘制测试FDC衍射谱图和由所有结晶组分和背景拟合模拟的谱图。定量分析图4 显示了基于 Rietveld 精修的 FDC 的定量评估结果。图 4: 测试的FDC 衍射谱和定量拟合后的拟合谱图的比较。还绘制了拟合和测试谱图之间的差异以及拟合的背景。在拟合程序后，模拟数据的所有反射位置和强度都与测试数据吻合良好。通过安东帕的 XRDanalysis PRO 软件中的自动 Rietveld 拟合顺序进行拟合，使用具有 12 个系数的 Chebyshev 多项式来描述背景。选定的拟合 R 值在表 1 中给出。表1: FDC 样品定量拟合的选定的 R 值。表2：不考虑无定形组分，从定量拟合结果计算的相对和绝对质量。以所有结晶组分值为M(all)=600 mg 和用于APIs 的值为 M(all)=500 mg 进行计算。绝对质量是由从Rietveld 精修获得的相对质量和用作样品片剂的质量计算出。这种近似是有缺陷的，因为无定形成分的相对数量是未知的，因此尚不清楚药片的总质量中有多少是由四个结晶相组成的。为了给出更真实的近似值，在计算成分的相对重量时忽略了乳糖，将三种APIs 的总和看成100。由于结构中存在可见的非晶峰，因此也可以对非晶进行量化（图5）。为此，假定线性背景代表理想化的预期背景。背景上方的区域被分配为一个无定形的驼峰，在21.3° 2θ 处 FWHM 约为8°。图 5: FDC 测试的谱图和基于 Rietveld 精修的定量分析后模拟谱图的比较。还绘制了理想化的线性背景和非晶物相的贡献。计算出无定形相的相对质量为 19%，再次假定片剂为 600 mg，其绝对质量为 114 mg。表 3 中给出了结晶和无定形组分的相对和绝对质量。表3：对 M(all)=600 mg，所有结晶和无定形组分的定量拟合计算的相对和绝对质量根据制造商的说法，一粒 600 mg 的药片应含有 500 mg 的 API，这意味着计算出的 114 mg 的无定形比预期的要大。因此，API 物相的绝对质量都比预期的少约 10 mg。然而，由于绝对质量的这些差异仅转化为相对质量高达 3% 的偏差，因此它们完全在这种定量拟合的误差范围内。此外，与表 2 中的值相比，考虑到无定形相的定量分析提供了更合理的值，并且还允许在相对质量中包含乳糖-水合物。还应该提到的是，用于量化无定形成分的理想化背景只是一个近似值，选择不同的背景参数可以改变结果。在这种情况下，当量化无定形成分时，这会导致固有的不准确性。解决此问题的一种可能解决方案是测量仅包含结晶 APIs 而没有任何无定形材料的样品，并将这种图样的背景与 FDC 样品衍射谱图进行比较。结论实验清楚地表明，粉末 X 射线衍射是确定研发和质量控制药物材料中物相组成的强有力工具。即使在非常低的浓度下，也可以确定结晶辅料和无定形组分的存在和数量。由于物相确定和定量拟合可能很困难，特别是对于包含不同浓度的多相体系，因此必须使用具有高分辨和良好信噪比的衍射仪，XRDynamic 500 已被证明是完美用于此类应用的仪器。

随着生物制药的迅猛发展，冻干已经成为一种有效的技术来解决制药过程中存在的化学，物理，生物的不稳定性问题。结合冻干本身的技术特点，冻干产品开发的*目的是要保证产品质量的同时利用最短的生产时间来节约成本。产品的质量包括安全，高效，稳定，较短的复水时间，优雅的蛋糕外观等。众所周知，冻干是一个复杂的传热传质的过程，如果处理不当，在冷冻以及干燥过程中，样品中的活性成分以及赋形剂会发生一些物理或化学变化，从而破坏了各自原有的功能特性，因此需要进行采取合理的方法来加以解决，从而达到冻干制剂开发的*目的。 预冻阶段 样品溶液随着温度的降低，含有的水先冻结成冰晶析出，剩余的溶液的浓度越来越大，形成*浓缩冻结液，溶质和溶剂分离，在这个阶段，水分的结晶会导致蛋白浓度增加，赋形剂浓度增加，离子强度增加，粘度增加，赋形剂结晶或相分离，pH改变等，这些可能会影响到蛋白的稳定性。 干燥 结晶的冰通过升华去除，未结晶的冰通过解吸附去除，样品中的水分含量是一个动态变化的过程，样品会面临水分去除产生的应力，即干燥应力，导致配方中成分发生一定的变化。 储存 较低的水分含量，温度的偏差，赋形剂的相分离。常用赋形剂的功能性及物理状态赋形剂期望的物理状态常用成分保护剂/稳定剂无定形蔗糖，海藻糖填充剂晶体甘露醇缓冲液无定形磷酸盐缓冲液，组氨酸缓冲液，柠檬酸盐缓冲液等表1：常用赋形剂的功能性及期望的物理状态然而在冻干过程中，活性成分以及赋形剂之间具有复杂的相互影响，不同的浓度，不同的比例，不同的种类等都会引起一些结构状态的变化，从而导致其原本的功能丧失，比如：若海藻糖结晶会导致保护功能的丧失；若甘露醇变为无定形结构，会降低产品的关键温度，并且无定形态具有较差的稳定性，丧失了其作为填充剂的功能；若缓冲液成分结晶，会导致pH值的变化，缓冲功能丧失，蛋白稳定性受到影响。因此研究各个配方组分之间的相互影响作用对确保*产品的质量具有较大的作用。 01.糖类和填充剂功能性之间的相互影响 双糖是最常用的冻干保护剂，如蔗糖，海藻糖，双糖与蛋白的最小质量比通常为3:1到5:1，但是糖类通常会降低样品的玻璃态转化温度，使得冻干通常会花费较长的时间，因此会将糖类跟具有较高共晶融化温度的填充剂结合使用，如甘露醇，甘氨酸，这样可以让样品在较高的温度下进行干燥，形成良好的外观结构，节约干燥时间(Tang and Pikal, Pharm Res. 2004 Johnson, Kirchhoff and Gaud, J Pharm Sci. 2001)。市面上有一些药品就是以这种方式开发的，如阿必鲁泰（Tanzeum），是一种融合蛋白，糖尿病患者用药，配方中含海藻糖以及甘露醇成分；沙格司亭冻干粉注射剂（Leukine）是一种源于酵母的重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（rhGM-CSF），能够刺激各种免疫细胞的生长和活化，已用于白血病患者降低感染风险，配方中含蔗糖和甘露醇成分；鲁磨西替（Lumoxiti）是一种单抗抗癌制剂，配方中含蔗糖和甘氨酸成分。 图1：阿必鲁泰（Tanzeum）这种结合的有效性取决于：在冻干和储存过程中两种赋形剂的物理形态；正确的比例以及冻干条件。理想状态下，整个过程中糖类应当处于无定形状态，起到稳定剂的作用；填充剂在干燥之前应当充分结晶，使得样品具有良好的结构强度，提高关键产品温度，缩短冻干时间。 Part.1 蔗糖对甘氨酸填充剂结晶的抑制影响实验通过将蔗糖和甘氨酸以不同比例（从1:9到9:1）溶解于水中，分别在15℃退火1h 和不进行退火，冻干后样品通过近红外光谱测定甘氨酸的结晶度。观察到当蔗糖：甘氨酸＞4时，甘氨酸失去了其填充剂的功能（Bai et al., J Pharm. Sci. 2004）。 图2：蔗糖对甘氨酸填充剂功能的影响Figure plotted from data given in Bai et al., J PHarm. Sci. 2004 Part.2 海藻糖+甘露醇功能性的相互影响不同比例的海藻糖+甘露醇溶液进行冻干，二者的比例决定了各自的物理形态以及其发挥的功能性（Jena, Suryanarayanan and Aksan, Pharm Res. 2016）。海藻糖：甘露醇甘露醇的物理形态海藻糖物理形态3:1无定形无定形2:1晶体晶体1:1晶体晶体1:3晶体无定形表2：海藻糖和甘露醇比例对其物理形态及功能性影响海藻糖在酸性条件下不会水解，具有较高的玻璃态转变温度，但是具有结晶倾向性。当冻干的条件利于海藻糖无定形形态存在时，会抑制甘露醇的结晶，相反，当冻干的条件利于甘露醇结晶形态存在时，会促进海藻糖二水合物的产生，失去其无定形结构，二者相互抑制，因此需要确定*的一个比例条件，确保各自能发挥本身应起的作用。从实验结果来看，当海藻糖和甘露醇比例为1:3时，甘露醇保持其原有的晶体形态，海藻糖保持其原有的无定形态，在配方中分别起填充剂和稳定剂的功能（Sundaramurthi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. Letters 2010 Sundaramurthiet. al., Pharm. Res. 2010 Sundaramurthi and Suryanarayanan, Pharm. Res. 2010 ）。 Part.3 海藻糖、API（BSA）和甘露醇的相互影响海藻糖—BSA---甘露醇冻干混合液，海藻糖和BSA的不同比例对海藻糖物理形态的影响，甘露醇浓度固定在10%W/W，总的固形物含量22%W/W（Jena et al., Int J. Pharm.2019）。BSA：海藻糖甘露醇物理形态海藻糖物理形态 _ _冻结过程中干燥产品中10:1δ-甘露醇无定形无定形2:1MHH, δ-& β-mannitol海藻糖二水合物部分结晶1:1海藻糖二水合物部分结晶1:2海藻糖二水合物无定形表3：BSA和海藻糖比例对海藻糖物理形态影响实验结果表明当BSA与海藻糖比例为10:1时，海藻糖能起到良好的稳定剂作用。 Part.4 蔗糖和甘露醇的相互影响除了抑制作用外，糖可能会改变甘露醇的存在形式，甘露醇有几种形态存在，无水甘露醇（α-，β-，δ-）和半水合物-MHH。研究发现当蔗糖：甘露醇为1:4时，蔗糖会保留无定形态，甘露醇为结晶态（部分以MHH形式存在），MHH甘露醇在*的干燥产品中是不希望存在的，在储存的过程中，MHH会脱水，释放水分，水分可能会跟产品中的其他组分进行反应，无定形状态的蔗糖吸收水分后会发生结晶，从而失去了对活性成分的保护功能（Thakral, Sonjeand Suryanarayanan, Int J. Pharm. 2020）。因此，综上所述，开发稳定的冻干产品配方，并达到期望的产品质量属性，需要正确地选择赋形剂的浓度，包括糖与填充剂的比例，蛋白与糖的比例，并且需要对冻干条件进行优化。 02.API/赋形剂对缓冲液功能性的影响 缓冲液需要加入到溶液中进行pH的控制。常见的缓冲液包括磷酸钠缓冲液，磷酸钾缓冲液，组氨酸缓冲液，tris 缓冲液，柠檬酸盐缓冲液，琥珀酸盐缓冲液等。冻干产品缓冲液的选择需要考虑蛋白的pKa以及缓冲液组分的结晶倾向，如磷酸钠缓冲液中，酸性的磷酸二氢一钠是无定形态；碱性的磷酸氢二钠在冻结过程中会结晶成Na₂ HPO₄ 12H₂ O，导致冻结浓缩液的pH降低，失去了缓冲液的功能，因此缓冲液成分的结晶往往是不期望的。 Part.1 缓冲液，蛋白，糖之间的相互影响有实验研究了10mM 磷酸钠缓冲液，100mM 磷酸钠缓冲液，含5% w/w的纤维二糖，纤维二糖，在低pH下不会水解，不会结晶（通过在冻结过程中测定其pH值以及使用原位X射线衍射仪对结晶组分进行鉴定）以及100mM 磷酸钾缓冲液三种缓冲液与纤维二糖，蛋白之间的相互影响，如下表所示（Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel.2020）——缓冲液糖蛋白pH变化Na₂ HPO₄ 12H₂ O结晶100mM磷酸钠--- _4.1YES5%W/W纤维二糖 _1.1NO---10mg/ml BSA3.1YES5%W/W纤维二糖10mg/ml BSA1.0NO10mM磷酸钠 _ _2.8YES _10mg/ml BSA0.6NO100mM磷酸钾 _ _-0.2--- _10mg/ml BSA-0.2---表4：缓冲液、糖及蛋白成分对pH变化的影响样品中活性成分蛋白、糖与缓冲液之间具有协同作用，蛋白可以抑制缓冲液结晶，使其保持无定形状态，缓冲液反过来可以维持特定的pH值，增加蛋白的稳定性；一定浓度的糖可以抑制缓冲液的结晶，保持其无定形态，从而维持特定的pH值，提高蛋白稳定性。 Part.2 甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响磷酸钠缓冲液浓度甘氨酸浓度（%W/V）pH改变10mM无定形~1.50.4~0.50.8~2.5＞0.8~2.7100mM--~3.20.4~2.70.8~2.4＞0.8~2.8表5：甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响在10 mM缓冲液中，甘氨酸浓度越高，pH值变化越明显，另外通过用同步X射线衍射法监测溶质结晶程度，磷酸盐缓冲液对甘氨酸结晶具有浓度依赖性抑制作用，20%W/V甘氨酸和50-200mM缓冲液，缓冲液浓度越高，抑制作用越强，并且在-20℃进行退火处理，能够增强甘氨酸的结晶度。pH的改变能够引起蛋白凝聚，可以通过降低缓冲液浓度，使用不结晶的缓冲液，通过蛋白，糖来抑制缓冲液结晶，并且某些蛋白本身就具有pH缓冲的功能（Pikal-Cleland et al., J. Pharm. Sci. 2002；Varshney et al., Pharm. Res. 2007；Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel. 2020 Sundarmurathi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. B. 2011 Gokarnet al., J. Pharm. Sci. 2008）。 03.总结 冻干配方成分之间具有复杂的相互作用，某些组分可以通过改变其他组分的相行为来影响其功能性，必须正确选择配方中赋形剂的浓度，使得每种成分能够维持其*的物理形态，发挥应有的功能性。评论抽免费礼品活动时间：12月1日-12月31日本轮活动奖品：兔年定制日历/挂历（奖品见下图）活动参与方式：1. 在德祥Tegent公众号12月中，发布的任意一篇文章后评论，评论越精彩，中奖几率越大；2. 我们将会在每篇文章后评论的粉丝中抽取一名幸运粉丝，送出奖品；3. 中奖名单将会在下一期推文公布！记得要关注德祥不要错过哦！4. 中奖的粉丝请将收件信息发送到德祥Tegent公众号后台，包含：姓名、联系方式、收件地址；5. 12月1日-12月31日内，每周每篇的推文文后进行评论，都有机会获得不同的奖品。 *图片来源于网络，旨在分享，如有侵权请联系删除

近日，中国科学院过程工程所(ipe)生化工程国家重点实验室生物剂型与生物材料课题组与清华大学(thu)及天津大学(tju)合作，基于无定形金属有机框架开发出一种新剂型，可实现酶分子的细胞内高效递送和催化，在单细胞水平上实现细胞代谢产物的原位检测。该工作发表于nature communications 2019，10，5165，题目为"packaging and delivering enzymes by amorphous metal-organic frameworks"。受限于细胞膜的屏障作用和细胞内的降解因素，外源的酶分子难以进入细胞内发挥高效的催化反应。为解决上述难题，本论文的研究团队制备了新型的无定形态金属有机骨架纳米颗粒，用于酶分子的负载。该剂型能够克服细胞膜屏障，将酶分子高效递送进细胞中；同时利用纳米颗粒的保护作用，保证酶分子的天然活性；进一步借助无定形态金属有机骨架的介孔结构（3-6 nm，晶态结构仅1 nm），强化底物和产物的传质扩散（图1 a-d）。基于上述优势，该剂型可用于细胞内代谢产物的原位检测。以葡萄糖为例，经过该剂型催化后的产物可以与相应的荧光探针反应，借助高内涵技术在单细胞水平上实现无损伤的实时定量检测，细胞在96孔板中贴壁24小时后，加入纳米颗粒包装的葡萄糖氧化酶及底物荧光探针，使用operetta cls高内涵系统连续观察4小时（37 °c and 5% co2），输出各组长时间细胞荧光图像。使用harmony分析软件计算获得单细胞荧光信号变化数据，结果显示葡萄糖代谢活跃度高的肿瘤细胞显示更高的荧光强度(hepg24t1mcf-7mgc803)。此方法可用于细胞代谢状态的判断以及正常细胞和癌细胞的区分（图1 e-j），相比传统的化学方法，保证精确度的同时实现了活细胞无损伤原位葡萄糖代谢检测，为慢性病的监控和癌症的早期诊断提供了新思路。 图1 无定形金属有机框架纳米剂型的构建及其在细胞代谢物原位检测中的创新应用。无定形纳米载体(a)及酶-无定形纳米载体复合物(b)的扫描电镜图；(c)cryo-em成像显示无定形载体的结构；(d)酶分子经过负载后的表观活性；不同代谢状态下细胞的荧光强度变化图(e)以及对应高内涵图像(f)正常肝细胞（橙色）和肝癌细胞（蓝色）的荧光强度变化图(g)以及对应高内涵图像(h)；(i)不同细胞胞内葡萄糖浓度和荧光强度的关系；(j)每种细胞荧光强度达到峰值时的对应图像。吴晓玲博士(thu)、岳华副研究员(ipe)和博士生张原宇(thu)为本文共同第一作者，戈钧长聘副教授(thu)、魏炜研究员(ipe)、张麟教授(tju)和李赛研究员(thu)为本文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金优秀青年基金以及国家重点研发计划项目等支持。

6月18日下午TA仪器携手沃特世科技与五洲东方共同举办2014年北京药物及生命科学高级研讨会。与来自业界和学术界的朋友们一起探讨和交流热分析、微量热及质谱等技术在药物及生命科学领域的最新应用。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。北京五洲东方科技发展有限公司是中国科学院控股公司。公司在上海、广州和成都设立有分公司，并在全国建立了庞大的销售网络为全国客户提供方便、快捷的服务。 三家各自专业领域的领导者此次强强联合，与北京区域药企客户共同分享热点问题： 如何进行药物的无定形结构研究？无定形结构对药物产品的稳定性、相容性等有着显著的影响？如何对药物无定形含量、相容性/稳定性、冻干、晶形进行研究 ？ 利用微量热技术如何评估生物候选药物及剂型配方如何利用沃特世的最近技术来进行药物杂质分析 五洲东方产品技术部杨雪经理在研讨会上做了《五洲东方—实验室通用仪器全能供应商》的专题报告。

2014年北京药物及生命科学高级研讨会——TA仪器、沃特世科技与五洲东方联合举办TA仪器—热分析和微量热技术的全球领导者，创新和卓越一直是我们对技术和产品的不懈追求。2014年6月18日，TA仪器携手沃特世科技与五洲东方共同举办2014年北京药物及生命科学高级研讨会。与来自业界和学术界的朋友们一起探讨和交流热分析、微量热及质谱等技术在药物及生命科学领域的最新应用。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。北京五洲东方科 技发展有限公司是中国科学院控股公司。公司在上海、广州和成都设立有分公司，并在全国建立了庞大的销售网络为全国客户提供方便、快捷的服务 三家各自专业领域的领导者此次强强联合，诚邀您到来并将与您分享如下热点问题： 如何进行药物的无定形结构研究？无定形结构对药物产品的稳定性、相容性等有着显著的影响？ 如何对药物无定形含量、相容性/稳定性、冻干、晶形进行研究 ？ 利用微量热技术如何评估生物候选药物及剂型配方？ 如何利用沃特世的最新技术来进行药物杂质分析？ 研讨会日程安排： 13:30-13:45 公司及新产品介绍 ——杨胜鹰 先生 13:45-14:45 热分析技术在药物及生命科学中的最新应用——药物无定形、晶形、稳定性、冻干技术以及生物材料结构表征 ——马 倩 博士 14:45-15:00 茶歇 15:00-16:00 微量热仪在生物制药产业先导药物筛选及生物制剂开发之应用 ——林明申 博士 16:00-16:30 Waters最新技术应用于药物杂质分析 ——王 静 博士 16:30-16:50 五洲东方--实验室通用仪器全能供应商 ——杨 雪 女士 时间：6月18日（周三）13:30-16:50 地点：北京伯豪瑞庭酒店五层瑞吉祥厅（北京市朝阳区光华路15号） 附件：2014年北京药物及生命科学高级研讨会 ——TA仪器、沃特世科技与五洲东方联合举办 详情请垂询：TA仪器市场部王小姐 电话：021-34182128 传真：021-64951999 Email：vwang@tainstruments.com您也可以点击以下链接，下载报名表并发送邮件到vwang@tainstruments.com http://www.tachina.net/edm/20140519/TA仪器市场部

冻干可以通过去除样品中的水分，限制分子的流动性，减慢药物成分的物理/化学反应来延长产品的保质期，然而固体状态的配方也不是一直稳定的，由于在干燥过程中，蛋白质暴露在许多应力作用下，在长期的储存过程中，仍然容易发生物理/化学反应。在冻干及储存过程中，我们常常会加入一些稳定剂来保护蛋白免受应力的影响，主要有两种稳定机理来解释：水替代假说和玻璃化假说；但是两种稳定机制都需要将蛋白质分子分散在稳定剂中，使得蛋白质和稳定剂都处于相同的单一无定形相，即不发生相分离。那么相分离是如何发生的？为什么会发生？相分离主要发生在冻干的预冻步骤，在一定程度上取决于冻干的工艺和配方成分。1、相分离的机理 图1：冻干分为三个步骤冻干主要分为三个步骤：预冻，主干燥及次级干燥。（如图1所示）在预冻过程中，溶液被降到一个很低的温度，晶核形成并且生长，样品中的溶质浓度不断浓缩，可以达到初始浓度的约50倍，如果在热力学和动力学上均利于反应发生的条件下，高浓度的溶质可以导致相分离。2、相分离热力学当溶液为成分A 和成分B的混合物，会发生下面的相互作用（如图2所示）。熵和焓之间的竞争决定了相分离的过程。相分离的热力学基于混合物的自由能（弗洛里-哈金斯理论），聚合物由于尺寸大小和连通性，不能充分利用可用体积，大分子量聚合物的熵变化较小，因此，混合物热力学更容易受到较大焓贡献的支配，当ΔGmix 0: 热力学上有利于相分离 (A-A和B-B相互作用优于A-B相互作用)。 图2：溶液A和B发生的相互作用如果相分离是热力学自发以及动力学上利于反应（足够的移动性和时间），蛋白和稳定剂会分离成两个不同的相，富含稳定剂的无定形相以及富含蛋白的无定形相，后者由于缺乏稳定剂的保护，蛋白更易于降解。（如图3所示）图3：蛋白和稳定剂会分离成两个不同的相3、相分离的检测方法无定形-无定形物质的相分离不容易检测，由于检测方法有限，证据不足，目前主要有如下检测方法：检测技术方法局限性调制DSC配方中有多个Tg’表示有多个无定形相通常，富含蛋白的相不能被DSC检测到，因为在Tg’温度下具有较小的ΔCP；要求高浓度的蛋白配方。拉曼成像技术非重叠成分峰的线谱分析范围：2-50微米；不能检出低于检测限的成分波动。固体核磁共振利用弛豫时间来探测2-5 nm, 20-50 nm分子大小物质的混溶性动态实验需要大量的样品。X射线衍射/散射在纳米尺度上探测结构特征对于两个组分，均包含重要的结构层次，无法区分相分离；成本高，动态实验。SEM肉眼观察物质的形态结果会存在模棱两可的现象；需要较大的容易辨认的相。电介质技术依赖于电场中的分子迁移率响应存在不确定性。4、工艺参数对相分离的影响过冷度-----成核温度❖热力学冻结温度和首次成核温度之间的差值为过冷度；（如图4所示）❖较高的成核温度会更易导致相分离；（由于溶质在远高于Tg’温度下进行浓缩） 图4：过冷度冷却速度❖控制达到给定过冷度的速度；❖缓慢的冻结速度会更容易导致相分离；退火❖主要用于填充剂结晶，控制冰晶形态或增加冰晶体的大小，缩短一次干燥时间；❖如果两相热力学更稳定，退火时间和迁移率的增加可能会提供相分离的机会；灌装体积❖较大的灌装体积会对相分离有较大的影响，因为在样品中具有较大的热梯度。案例分享成核温度和冷却速度对相分离的影响对已知的相分离聚合物体系 1:1 PVP29K:DEX10K(100 mg/ml) 进行研究，将冷却台放在拉曼显微镜下进行观察。（如图5所示） 图5：已知相分离聚合物体系在拉曼显微镜下的观察成核温度对相分离的影响 图6：成核温度对相分离的影响与每个单一组分相比，成核温度较高的一组（-5℃）对相分离具有较大的影响；其余的成核温度对相分离影响较小。（如图6所示）冷却速度对相分离的影响 图7：冷却速度对相分离的影响所有的冷却速度均会在一定程度上提高相分离的倾向，但是影响较小。（如图7所示）*结论在没有热历史的情况下，成核温度和冷却速率对相分离的影响较小。成核温度和灌装体积对相分离的影响 图8：成核温度和灌装体积对相分离的影响较大的灌装体积（1ml VS 0.2ml）和较高的成核温度（-5℃ VS -10 ℃）会导致相分离,可能是由于样品内部存在较大的温度梯度。（如图8所示）5、配方成分对相分离的影响在冻干过程中配方成分的兼容性是阻止相分离的关键，如研究表明聚合物体系的不混溶性随着聚合物分子量的增加而增加。对于蛋白而言，相分离的倾向性可能与稳定剂大小，静电相互作用（盐类），稳定剂类型（填充剂、表面活性剂），稳定剂浓度，蛋白质特性（等电点，大小），配方PH值等有关。案例分享——配方组分对相分离的影响❖实验进行了系统的研究，探索蛋白质:糖的比例以及蛋白质(分子量，电荷)和糖(分子量，单糖亚基和长度)的特性如何影响配方在冻干过程中的混溶性。（如图9,10,11所示）❖蛋白质和糖(200mg /mL)的混合物按以下比例(w:w)：蛋白质：糖——0:1,1:9,1:4,1:2.3,1:1.5,1:1,1:5:1,2.3:1,4:1,9:1❖多个Tg’的存在表明存在相分离。 图9 图10 图11实验表明● 在所有的蛋白-糖体系均观察到了相分离现象（两个不同的Tg’），尽管不同的比例出现相分离的时间不同；● 不同蛋白-糖混合物Tg’的宽度不同，有可能多个Tg’会重叠在一起，形成一个较宽的Tg’, 导致无法检测到相分离现象；● 其中在牛血清蛋白和海藻糖混合物中，当二者比例为1:1.5和1:1 时，观察到存在相分离现象；（如图12所示） 图12● 对于蛋白-糖体系中，二者比例从1:2.3 到4:1 均观察到存在相分离现象；（如图13所示） 图13结论● 对于几乎所有被研究的体系中，当配方中蛋白质和糖的比例为1:1和1.5:1时确定会发生相分离现象，这表明蛋白质和糖的比例和系统的相分离倾向之间可能存在相关性；● 在系统的相分离趋势和以下属性之间似乎没有明显的相关性: # 蛋白质电荷/等电点 # 蛋白质分子量 # 糖的分子量 # 单糖亚基；● 在几乎所有研究的配方中，当蛋白和糖的比例为1:1时会发生相分离；● 本研究结果表明，冻干蛋白配方中应加入过量的稳定剂。6、冻干蛋白配方中相分离的重要性● 相分离取决于具体的操作过程和组分；● 在预冻过程中，温度/时间和浓度是关键因素，会影响系统相分离的趋势；● 蛋白和稳定剂的物理化学特性会影响相分离；● 在冻干过程中保护不足会导致长期储藏过程中不稳定性的增加；● 当缺乏稳定剂时，蛋白在干燥过程中会发生改变（即形成反应型结构），这可能会导致储存过程中潜在的稳定性问题；● 需要了解相分离如何影响冻干制剂的保质期；● 相分离检测是稳定性欠佳的指标；● 未检测到的相分离会影响蛋白质稳定性和整体产品质量；● 需要更好的检测方法!当前的方法可以证明样品存在相分离，但不能证明样品不存在相分离。参考文献[1] Padilla,A.M.et.Al.(2011).”The Study of Phase Separation in a Model Polymer Phase Separating System Using Raman Microscopy and a Low-Temperature Stage: Effect of Cooling Rate and

供稿：张婷编辑：chen磷光材料是一种应用广泛、具前景的发光材料，我们所熟知的夜明珠就是一种磷光材料。虽然与荧光同属于光致发冷光现象，但磷光的发光寿命远长于荧光，且具有较大的斯托克斯位移，这些特点使得其成为发光材料领域的研究热点。虽具备种种优势，但磷光的发光强度易受温度和氧气的影响，高温及高浓度氧气都会猝灭磷光。因此，能在室温条件下就可以发出磷光的材料——室温磷光材料的开发应用，就显得为重要。室温磷光材料的基础设计在近年来已经取得了很大的进展，但目前已报道的多数室温磷光材料仍然不够理想。一方面，这些材料大多含有重金属，而重金属通常价格较高且生物毒性较大；另一方面，大多数纯有机室温磷光材料是在晶态下发光，而晶体的培养过程相对复杂且重复性较差，不便于批量生产。因此，制备方法简单、低成本、发光性能稳定的无定形态纯有机室温磷光材料就成为目前亟待研究的重点。令人高兴的是，华东理工大学的田禾院士、马骧教授团队近年来一直致力于无定形态纯有机室温磷光材料的研究，对这一领域有着深刻的理解和认识，并且取得了一系列突破性进展。近期该团队受邀撰写了关于室温磷光材料的综述，并发表于Angew. Chem. Int. Ed. 该综述主要从无定形态纯有机室温磷光材料的设计思路入手，总结评述了近年来该领域的一些代表性研究成果和热门应用。发光机理实现高量产的重要途径减弱发光分子的非辐射失活为了得到高磷光量产的材料，减弱磷光发射的竞争过程便是一个很有效的途径，即减弱发光分子的非辐射失活过程。为了达到这一目的，近年来各大院校的研究团队们开发出一系列策略，包括：将发光分子套入具有保护作用的主体大环分子内、与聚合物相互掺杂或是直接共价连接、利用氢键等作用力将发光分子聚集在一起等等。这些策略都可以有效减弱发光分子的振动，并且保护发光分子不受外界猝灭因素的影响，从而实现室温磷光的发射。夜光标志（来源：baidu）多种思路突破难题室温磷光材料设计的科研成果基于上述思路，我们来看看近年来学界也都取得哪些突破性的研究成果。早在2016年，田院士和马教授课题组，就曾报道了一种制备纯有机室温磷光发射聚合物材料的简便方法，该团队采用的是共聚的思路，具体做法为：将磷光团与丙烯酰胺共聚，从而得到刚性无定形态聚合物。这种聚合物可以有效抑制发光分子的非辐射跃迁，从而可以实现高效室温磷光的发射。此方法适用于各种不同的磷光团，目前已基本实现了从近红外区到紫色可见光范围内的全光谱发射。据课题组介绍，在这一系列实验中，大量的发射光谱、激发光谱、量子产率等表征工作均使用HORIBA FluoroMax-4荧光光谱仪完成，该仪器可以同时测出发光材料的荧光及磷光发射光谱，并能够直接用CIE色坐标来表征材料的发光颜色。积分球附件也可以很方便地测出溶液态及固态材料的绝对量子产率。2018年，新加坡南洋理工大学赵彦利教授课题组采用的则是另一种思路，赵教授团队将磷光分子与聚合物掺杂来进行研究。具体做法是：将一个外围修饰有六个苯甲酸的磷光团，与无定形态的聚乙烯醇进行简单的掺杂，体系中丰富的氢键作用可以有效减弱分子振动造成的能量损失，减少磷光信号的猝灭。此外，紫外灯照射可以使聚乙烯醇内部形成共价键，进一步减弱了发光体的非辐射跃迁，从而实现了长寿命、高量产的室温磷光发射。综上，我们可以看到，对于无定形态纯有机室温磷光材料的设计，科研人员们一直在开展研究并且已经取得不少成果。不同颜色发光材料（来源：baidu）广阔前景未来可期室温磷光材料的热门应用上文我们已经介绍了室温磷光的一些科研发展，这些发展也使得室温磷光材料在防伪、生物成像、探针等领域表现出广泛的应用价值，下面我们就一起看看都有哪些具体的应用场景~1. 防伪防伪墨水（图片来源：baidu）大多数磷光材料在普通日光下没有任何发光现象，只有在紫外灯照射下才可以发出肉眼可见的光，且有一些材料的磷光寿命长，在关掉紫外灯后还可以有肉眼可见的余辉。因此，将室温磷光材料制成墨水，便可以实现文字或图案内容的加密和防伪。若将长寿命的室温磷光材料和短寿命的荧光材料结合在一起制成墨水，还可以使得加密内容在紫外光照射前、照射时、照射后分别呈现出不同的状态，进一步提升了防伪技术水平。2. 检测氧气浓度室温磷光材料也是一种可用于检测氧气含量的探针。我们知道氧气对荧光发射通常是没有影响的，而磷光却易被氧气猝灭，因此将一个具有荧光/磷光双发射的物质置于不同浓度的氧气环境中，我们发现其荧光强度固定不变，而磷光强度则会随氧气浓度的增加而减弱。根据这一原理便可以制得一个较为精确的比率式氧气浓度检测器，如果此类检测器所使用的物质可以用于生物体，则还可以进一步用于生物细胞内的氧气检测。编辑说：有人说“新材料科学技术的发现、利用和产业化，是材料科学技术的革命，是社会的巨大财富”，本文所谈到的磷光材料研究技术亦如此。在这里，我们要为科研人员们加加油，希望他们不懈努力，不断改进已有的制备技术或发明新的技术，研制出更多高性能或新性能的材料，让我们的生活始终充满“夜明珠”般璀璨的魅力。文章作者论文原文本综述论文由华东理工大学博士生张婷在田禾院士和马骧教授的指导下完成，并得到了新加坡南洋理工大学赵彦利教授、吴宏伟博士后和复旦大学朱亮亮教授的帮助和支持。题目&杂志：Molecular engineering for metal-free amorphous room temperature phosphorescent materials. Angew. Chem. Int. Ed.文章作者：张婷, 马骧, 吴宏伟, 朱亮亮, 赵彦利, 田禾. 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享，供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。

2012 年2 月14 日，中国上海 &ndash 科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称：赛默飞) 有限公司将于2012年2月23-25日参展在中国国际展览中心举办的 &ldquo CIPV EXPO2012 第四届中国国际光伏产业新技术新材料新产品新设备展览会&rdquo 。欢迎广大客户朋友，到我公司展台参观、咨询。赛默飞是全世界最大的分析仪器生产商，其生产的X射线光电子能谱仪（XPS）、拉曼光谱仪(Raman)是新能源材料表征分析的有效手段。赛默飞世尔科技 K-Alpha是一款完全集成的微聚焦单色化X射线光电子能谱（XPS）系统。性能卓越，成本降低，操作简便和设计紧凑等特点，使得K-Alpha成为许多现有以及新研发的表面分析应用领域理想解决方案。利用Thermo Scientific K-alpha X射线光电子能谱仪(XPS)，可解决新能源材料中最具挑战性的表面、薄层、界面等问题，帮助专注于新能源材料科学前沿的研究者们大大推动了其研究的进展。沉积在玻璃或碳化硅上的硅广泛用于生产光伏电池，无定形和微晶硅的比例与分布对于电池性能很关键，因此这两种成分的检测非常重要。拉曼光谱是非常适合这种应用的技术，因为这两种形式的硅会产生极易分辨的不同拉曼光谱，并可采用比尔定律方法进行定量分析，同时可采用拉曼成像技术给出晶体硅与无定形硅空间分布的详细信息。经证实，过高的激发激光功率会将无定形硅转化为晶体硅，因此必须严格限制激光照射到样品功率大小。特别是某个分析方法必须在多个生产工厂内与多个仪器上重复使用时，配备激光功率调节器的Thermo Scientifi c DXR 显微拉曼光谱仪是此类应用的最佳选择。欲详细了解仪器及其应用的情况，欢迎到赛默飞的展台，我们的展台号是2号馆2176。或打电话010-84193588-3649，或发邮件至annie.zhang@thermofisher.com。 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元，拥有员工约37000人。主要客户类型包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌，我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合，为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐，帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战，无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.cn

引言氨(NH3)，作为一种每年产量超过1.5亿吨的基本化学品，是现代社会发展和人口增长的重要基石。工业上的哈伯-博世法，即在高温高压下将氮气和氢气转化成氨，这一过程消耗世界上3-5%的天然气以制取氢气以及世界上1-2%的能源储备，同时每年向大气中排放数百万吨的二氧化碳(CO2)。与生物固氮酶类似，光催化过程能在温和的条件下将N2还原为NH3，为更清洁和更可持续的NH3生产提供了一条无碳化道路。近期的研究表明，氧化物半导体表面氧空位(Ovac)对于N2吸附和活化具有很大的潜力。而传统的引入氧空位的方法如H2焙烧同样会在氧化物体相引入空位，进而引入体相缺陷，导致载流子的复合，降低材料的光催化性能。因此，如何只在表面上引入氧空位而不影响体相是一个很大的挑战。成果简介近日，美国麦克仪器公司用户天津大学巩金龙教授（通讯作者）领导的科研团队在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Promoted Fixation of Molecular Nitrogen with Surface Oxygen Vacancies on Plasmon-Enhanced TiO2 Photoelectrodes”的研究论文。在这篇文章中，研究者首次发现了利用无定形TiO2中Ovac来提升光固氮性能的新方法。通过原子层沉积的表面自限制生长机制，在等离子体增强金红石TiO2/Au纳米棒表面均匀包覆含有Ovac的无定形TiO2层。这层无定形TiO2薄膜中的Ovac可以促进N2吸附和活化，促进了紫外光驱动TiO2以及可见光驱动金表面等离子体产生的激发电子将氮气还原为氨。这一发现为在常规条件下(即室温常压)下进行光催化固氮研究提供了一种新的方法。图1 TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程和形貌a-d) TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程；e-h) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的SEM图像；i-l) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的HRTEM图像(j图内插：原始TiO2 NR的选区电子衍射)。图2 TiO2/Au/a-TiO2光电极的光电固氮过程a) 不同样品的紫外/可见光吸收；b) 在AM 1.5G照射下、氮气流中的光催化固氮活性；c) 不同光电极12 h的氨产量；d) 单池光电池的示意图(左)以及TiO2/Au/a-TiO2中表面Ovac和金等离子体光催化协同固氮示意图(右)。图3 金的SPR效应以及表面Ovac氮气吸附增强a) 用于FDTD模拟的TiO2和TiO2/Au NRs模型；b,c) 544 nm下TiO2和TiO2/Au电场增强的FDTD模拟；d,e) TiO2和TiO2/a-TiO2的Ti 2p和O 1s XPS光谱；f) TiO2和TiO2/a-TiO2的N2-TPD曲线。小结在室温常压下，研究人员成功地将表面Ovac和等离子体Au NPs集成于TiO2/Au/a-TiO2光电极并将其用于光电化学固氮，反应完全在太阳光驱动下进行且不使用任何有机牺牲试剂。金的表面等离子体效应将TiO2的吸收范围扩展至可见区域，并为固氮过程提供高能热电子。更为重要的是，具有表面Ovac催化中心的无定形ALD TiO2层可以促进N2吸附和活化，大大提高了光催化固氮速率。由于ALD的表面生长机理，Ovac仅存在于TiO2的表面区域而不影响体相性质。这一优势不仅有助于激发态电子和吸附氮气之间的表面反应，也可以避免体相缺陷导致的载流子复合。因此，TiO2/Au/a-TiO2光电极的NH3产生速率远超原始TiO2，在一个太阳光照强度下下可达到13.4 nmolcm-2h-1。文献链接：Promoted Fixation of Molecular Nitrogen with Surface Oxygen Vacancies on Plasmon-Enhanced TiO2 Photoelectrodes (Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI:10.1002/anie.201713229)转自材料人公众号

利用喷雾干燥合成 MOFs 和 COFs金属有机骨架(Metal Organic Framework, MOFs)和共价有机骨架(Covalent organic frameworks, COFs)是当今最具吸引力的多孔材料之一。它们具有出色的孔隙度，应用场景广泛，如气体储存，二氧化碳捕获，气体分离，传感，药物输送和催化。传统方法制备MOFs、COFs和相关复合材料的成本高、生产时间长。而喷雾干燥作为一种有前景的合成技术，已经在各个领域的制造过程中得到广泛应用。它能够快速、连续和可扩展地生产干燥的微球状粉末，与传统方法相比，降低了制造成本和生产时间。▲ 图1 喷雾干燥装置示意图使用喷雾干燥合成 MOFs 时遇到的挑战。喷雾干燥的一个潜在问题是，在喷雾干燥开始之前，在接触 MOF 前驱体混合物时，固体会迅速沉淀，这可能导致副产物或大块的 MOF 晶体阻塞喷嘴。解决方案：这个问题可以通过使用T型接头或三流体喷嘴(图2)来解决，这些附件可以缩短前驱体溶液之间的接触时间。▲ 图2 喷雾干燥的综合通用性的示意图具有缓慢结晶动力学的 MOFs：应用喷雾干燥，连续流体辅助合成。由于通常需要较长的反应时间，直接注射并不方便合成含有高核团簇(如锆-氧羟基团簇)的 MOF。这种方法通常提供紧凑的、球形的、微大小的 MOF 微粒。在喷雾干燥中,干燥室内的热气流缩小了微滴。在干燥过程中，前体浓度在表面增加,直到 MOF 纳米颗粒开始结晶。在传统的方法中，这导致了由纳米晶(图3a)组成的空心超结构。然而，当使用连续流反应器时，在喷雾干燥前达到均匀的簇浓度和溶液温度。因此，MOF 纳米颗粒一旦在热干室中喷射，就开始形成，从而有利于微液滴内部的均匀结晶，最终决定了致密珠或上层结构的形成(图 3b)。▲ 图3 喷雾干燥形成中空 MOF 超结构喷雾干燥法绿色合成 MOFs：以水为溶剂。为了可扩展，可持续和具有成本效益的 MOFs 制造工业过程，研究实验室通常使用的有机溶剂必须用水代替。在此背景下，2018 年，我们展示了通过喷雾干燥，连续流辅助方法，水基合成两种 UiO 型 MOF, UiO-66- NH2 和富马酸锆(也称为 MOF-801)。众所周知，能够与连接剂竞争金属配位的调节剂(即单羧酸)可以影响反应动力学，从而影响 MOF 的成核和生长。因此，通过控制调制剂的量，我们能够优化 UiO-66-NH2 球形微球(BET表面积:1270 m2/g)的水溶液生产(乙酸浓度:30%)，以 40g 的规模以 85% 的收率生产它们该演示为使用喷雾干燥作为一种可扩展的绿色方法来连续一步制造成型 MOF 微珠(见上)奠定了基础。COFs 的喷雾干燥合成。在探索了喷雾干燥合成和 MOFs 的合成后修饰之后，我们接下来转向共价有机框架(COFs)，从亚胺基 COFs 开始。重要的是，COFs 必须在热力学控制下合成。然而，正如我们上面提到的，喷雾干燥机中微滴的快速干燥有利于形成动力学产物而不是热力学产物。在这个意义上，Dichtel 等人报道了无定形亚胺基聚合物可以通过动态共价化学结晶。因此，将喷雾干燥与动态共价化学相结合，可以获得由亚胺基 COF 纳米晶体组装而成的球形超结构。在这种方法中，第一步是通过喷雾干燥形成无定形亚胺基聚合物球(动力学产物)，然后通过动态共价化学使球结晶(热力学产物)，从而保持无定形球的原始尺寸和形态(图4b)。利用该方法，我们将 1,3,5-苯三乙醛(BTCA)与1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)反应合成了亚胺基COF-TAPB-BTCA。简单地说，在进口温度为 200°C 的三流体喷嘴中，分别将 BTCA 溶液与 DMSO 和乙酸(9:1 v/v)的混合物和 TAPB 溶液分别雾化，得到了无定形亚胺基聚合物球。然后，将干粉分散在 1,4-二氧六烷/三甲苯/水/乙酸的混合物中，并在 80℃ 下加热 192 h。经过这两步过程，我们获得了结晶，中空的亚胺基COF- TAPB-BTCA 上部结构(BET表面积:911 m2/g)。后来，我们扩展了这种方法，合成了COF-LZU1 (BET表面积:319 m2/g)和 COF-TAPB-PDA (BET表面积:1162 m2/g)上部结构。▲图4 喷雾干燥形成 COFs 微粒示意图BUCHI 喷雾干燥仪 B-290/S-300 能够以快速，连续和可扩展的方式生产干燥的微球形粉末，从而降低制造成本和缩短生产时间。此外，由于其高重现性和操作简单，喷雾干燥适用于几乎无限种类的前体、成分和反应条件，为有机、无机材料合成领域提供了高效解决方案。▲BUCHI S-300 喷雾干燥仪▲BUCHI B-290 喷雾干燥仪

TA仪器&ldquo 新技术、新应用、新产品&rdquo 张江技术交流会（高分子专场/药物专场） 2013年6月18日和19日，美国TA仪器将在张江博雅酒店举办 &ldquo 新技术、新应用、新产品&rdquo 张江技术交流会（高分子专场/药物专场)。这次技术交流会上，TA仪器的应用技术专家们将与您共享如下业界前沿及热点议题：受限现象(confinement)，广泛存在于高分子材料以及一些薄膜材料中。如何应用热分析技术进行目前流行的高分子体系受限的研究？贯穿材料研发及生产全过程的黏弹性如何分析和应用？&mdash &mdash DMA 及流变测量分析热点议题如何进行药物的无定形结构研究？无定形结构对药物产品的稳定性、相容性等有着显著的影响。如何对药物无定形含量、相容性/稳定性、冻干、晶形进行研究 ？微量热技术如何在生物制药中发挥作用？日程安排高分子专场09:10 - 09:30 Welcome Speech Mike Uptmor TA仪器国际运营总监09:10 - 10:30热分析技术原理介绍及材料表征实例 马倩 博士10:30 - 10:50茶歇10:50 - 12:00黏弹分析技术及应用实例 李润明 博士12:00 - 13:30午餐13:30 - 14:30热门专题： 1. 受限研究 2. 生物高分子材料研究 马倩 博士14:30 - 14:50茶歇14:50 - 15:20TA在高分子领域的解决方案 董传波 经理15:20 - 15:30现场问答药物专场：09:00 - 09:10 Welcome Speech Mike Uptmor TA仪器国际运营总监09:10 - 10:30热分析技术原理介绍及药物研究中的应用 马倩 博士10:30 - 10:50茶歇10:50 - 12:00多功能量热计(TAM III)在制药研究中的应用 林明申博士12:00 - 13:30午餐13:30 - 14:30微量热技术在生物制药的应用 林明申博士14:30 - 14:50茶歇14:50 - 15:20TA在药物领域的解决方案 董传波 经理15:20 - 15:30现场问答演讲专家：（以下排名按照演讲顺序，不分先后）马倩 博士 TA仪器热分析技术专家美国Tufts大学凝聚态物理博士，毕业于美国顶尖热分析实验室。有着多年高分子热分析表征以及X射线散射理论和实验研究经历。李润明 博士 TA仪器流变技术专家上海交通大学材料学博士。主要研究方向是聚合物流变学，在材料表征分析和测试领域具有丰富的经验。 是少数能结合流变理论、实际操作和产业经验流变专家。林明申 博士 TA仪器亚洲区微量热技术专家台湾中央大学化学工程与材料工程博士，主要从事老人痴呆症研究。在奥地利维也纳自然资源及应用生命科学大学生物技术研究所，从事蛋白质结晶相关的研究；在 英国伯明翰Aston University,利用微量热仪器研究基因转殖微生物生产药用蛋白质。目前已发表在国际期刊(SCI)论文达13篇,研讨会论文共31篇。董传波 先生 TA仪器中国南方区经理毕业于武汉大学化学学院，冶金部武汉研究院分析实验室主管工程师，国际品牌仪器公司从事销售及管理工作。2001年开始服务于美国TA仪器，任职中国南区经理，从事销售、维修和应用技术支持管理工作。地址及时间：高分子专场：时间： 2013年6月18日（周二， 9:00 - 17:00）药物专场：时间： 2013年6月19日（周三， 9:00 - 17:00）讲座地址：上海博雅酒店一楼宴会厅AB(上海市浦东新区碧波路699号)详情请垂询：TA仪器市场部王小姐电话：021-34182128 传真：021-64951999Email：vwang@tainstruments.com该系列讲座全程免费，请尽快报名参加！座位有限，先到先得!您也可以选择在线报名， 报名网址：http://www.tachina.net/edm/20130529/

p style="text-align: left "　　strong本文/strongstrong作者：江苏省食品药品监督检验研究院 李忠红/strong/pp style="text-align: left "　　热分析法，顾名思义，是围绕物体热量发生了变化来进行的一系列分析测试的技术的总称，包括记录给予被测物热量后物质发生变化的过程以及物体发生变化过程中吸收或放出热量的测定。药典中收录的热分析法，广义的有转化点/熔点测定法、热重分析法、差热/差示扫描量热分析法、热载台显微镜分析法、微量热法(欧洲/英国药典)、溶液量热法(欧洲/英国药典)。中国药典2020年版四部通则0661热分析法中只收录了其中的三种。/pp style="text-align: left "　　目前来说，在我们药品检验工作中采用热分析法对药物进行质量控制的应用主要有：原料药熔点的测定、化学对照品的纯度测定、药物水分的测定等，应用的项目与品种并不多。中国药典2015年版并未收录具体的需要用热分析仪来做质量控制的品种，2020年版是否有品种收录目前还未知晓。在国家药品监督管理局批准的各企业注册标准中，采用差示扫描量热分析法(DSC)测定熔点的品种有替格瑞洛、利培酮等，下图1是一张不同企业替格瑞洛原料药的热分析图，从图中可以看出不同企业产品的熔点存在着一定的差异，其中微小的差异可能来自于不同的纯度，而较大的差异应该是来自于不同的晶型。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 522px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c71b7d9d-0621-4e0b-b52c-b8be3c48db91.jpg" title="图1 替格瑞洛DSC分析图.jpg" alt="图1 替格瑞洛DSC分析图.jpg" width="500" height="522" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图1 替格瑞洛DSC分析图/strong/pp　　热分析法在药品质量控制中应用面较窄的这种情况的主要原因是因为热分析仪相对于一些传统的药品检验用仪器(例如熔点仪、烘箱、减压干燥箱等)价格要贵得多，客观上限制了在熔点测定与水分测定中的应用。而对于化学对照品的纯度测定，热分析法只是一个辅助测定的方法，或者说是一个验证用其他方法测定出的纯度值是否准确的方法，并不能用热分析法得到的纯度值去给对照品赋值。所以，热分析法对于化学对照品纯度的测定这一应用，只有在化学对照品发行单位得到较多的应用[1,2]。/pp　　当然，在药物的制造过程中，有不少企业已经采用快速水分测定仪(水分天平)来做中间体物料的水分监测。快速水分测定仪是利用热失重法测定样品的水分含量，由称量与加热装置(红外)组成。其原理与热重分析仪一样，也应该算是一种热分析的仪器。/pp　　尽管在药品终产品质量控制中的应用目前还不广泛，热分析技术作为一门成熟的分析技术，在药物研究过程中角色一直是不可或缺的。近5年来在药物研究过程中的应用主要有：药物多晶型的研究[3-6]，药物共晶的研究[7]，药物新剂型研究[8-18]，生物相容性材料[19,20]的表征，药品包装材料(聚乙烯、聚丙烯等材质)与液体药物的相容性研究等。下面简要介绍一下其中的几个应用。/pp　　strong一、药物多晶型的研究/strong/pp　　各国药典收载的多晶型药物有188种，水合物有307种，无定形(型)物有113种[21]，这些药物的研究过程都或多或少地用到过热分析技术。/pp　　2015年研究者Akhtar Siddiqui等[3]发表的研究文章中用DSC结合化学计量学方法对尼莫地平两种晶型的定量测定进行了很好的研究，为质量控制提供了可能。/pp　　2016年研究者Yusuke Hattori等[4]发表的研究文章中用DSC研究了采用熔融-骤冷和研磨法获取加替沙星的无定形物。这两种方法制备的无定形物的X-射线粉末衍射图谱是无差别的，但是它们的DSC图谱存在着一定的差异。下图2就是两种无定形物的DSC图谱。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e018c82b-c99f-4dff-ae98-4fa8d738bd6f.jpg" title="图2 加替沙星两种无定形物在不同升温速率下的DSC图谱.jpg" alt="图2 加替沙星两种无定形物在不同升温速率下的DSC图谱.jpg"//pp style="text-align: center "strong图2 加替沙星两种无定形物在不同升温速率下的DSC图谱/strong/pp style="text-align: center "(A)研磨法制备 (B)熔融-骤冷法制备/pp　　对于低温下药物的结晶过程、低温下药物晶核形成的机理研究，是近年来另一个研究的热点。2017年研究者Ioannis Nikolakakis等[5]发表的研究文章中采用熔融-骤冷法对扑热息痛(对乙酰氨基酚)的结晶动力学进行了研究，熔融的过程以及对骤冷后得到的玻璃体进行表征均使用了DSC仪。2018年研究者Yuan Su等[6]发表的研究文章中用类似的方法对灰黄霉素进行了研究，提出在超低温状态下(低于玻璃化转变温度)，玻璃体发生断裂，在断裂面形成了晶核，因此不仅熔融-骤冷法不一定能得到无定形药物，而且对于无定形药物的保存也要注意贮藏条件可能产生的影响。/pp　　strong二、药物共晶的研究/strong/pp　　共晶是提高药物溶解度的一个有效手段，而DSC是表征共晶形成成功与否的强有力技术。2018年研究者Patrycja Garbacz等[7]发表的研究文章中对吲哚美辛与糖精共晶、呋塞米与对氨基苯甲酸共晶进行了研究，典型的DSC图谱见图3。由图中可见，原料比例为1:2时吲哚美辛与糖精形成了共晶，即熔点只有一个。其他检测方法，例如红外光谱法、拉曼光谱法，都无法区分物理混合物与共晶。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 251px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/bfbfeed1-7583-4e9d-bab7-1ff5558465af.jpg" title="图3 吲哚美辛与糖精共晶研究的DSC图谱.jpg" alt="图3 吲哚美辛与糖精共晶研究的DSC图谱.jpg" width="500" height="251" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图3 吲哚美辛与糖精共晶研究的DSC图谱/strong/pp style="text-align: center "　　(a)吲哚美辛与糖精物理混合物(1:1)/pp style="text-align: center "　　(b)吲哚美辛与糖精物理混合物(2:1)/pp style="text-align: center "　　(c)吲哚美辛与糖精物理混合物(1:2)/pp style="text-align: center "　　(d)吲哚美辛与糖精共晶(原料比例1:1)/pp style="text-align: center "　　(e)吲哚美辛与糖精共晶(原料比例2:1)/pp style="text-align: center "　　(f)吲哚美辛与糖精共晶(原料比例1:2)/pp style="text-align: center "　　(g)吲哚美辛/pp style="text-align: center "　　(h)糖精/pp　　strong三、药物新剂型的研究/strong/pp　　纳米脂质体、介孔二氧化硅纳米粒、聚L-乳酸电纺纤维、温敏性水凝胶都是近年来发展起来的一些药物载体，也是药物新剂型。对于药物载体是否成功载药的研究，DSC是一个有效的表征手段，以2018年Li Pan等[18]对载虾青素的纳米脂质体研究为例，图4为采用DSC对原料药、辅料、原料药与辅料的物理混合物、载药纳米脂质体进行研究的图。载虾青素的纳米脂质体显示了与辅料大豆磷脂酰胆碱以及二者的物理混合物不同的DSC曲线。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 390px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/fc4b38c6-cf08-49f0-b45d-11e2bd953a3e.jpg" title="图4 载虾青素的纳米脂质体研究的DSC图谱.jpg" alt="图4 载虾青素的纳米脂质体研究的DSC图谱.jpg" width="500" height="390" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图4 载虾青素的纳米脂质体研究的DSC图谱/strong/pp style="text-align: center "(a)虾青素/pp style="text-align: center "(b)载虾青素的纳米脂质体/pp style="text-align: center "(c)大豆磷脂酰胆碱/pp style="text-align: center "(d)虾青素与大豆磷脂酰胆碱的物理混合物/pp　　对于载虾青素的纳米脂质体研究，研究者不仅使用了DSC，还使用了TG，图谱见图5。TG曲线可被分为三段，分别代表了三步分解过程：失水(138℃之前)、大豆磷脂酰胆碱分解(138~315℃)、虾青素分解(315~500℃)。TG曲线可以从一个侧面反映药物的组成。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 350px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/cd90f3d6-0c0d-47b8-94ec-55fbf677c8b9.jpg" title="图5 载虾青素纳米脂质体的TG图谱.jpg" alt="图5 载虾青素纳米脂质体的TG图谱.jpg" width="500" height="350" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图5 载虾青素纳米脂质体的TG图谱/strong/pp　　由以上这些应用来看，随着采用热分析法对于药物多晶型的研究工作日益的广泛，以及仿制药与原研药一致性评价工作的需求，采用热分析技术作为成品的质量控制手段的可能性也会大幅提升。因此，可以预见，热分析技术在药物质量控制领域会发挥越来越大的作用。/ppbr//pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/zt/rfxjszywzlkzzdyy" target="_self"strong热分析技术在药物质量控制中的应用专题/strong：/a/pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/zt/rfxjszywzlkzzdyy" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 131px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/275383cf-9219-4e35-ace8-f04a0943596e.jpg" title="192042020200616.jpg" alt="192042020200616.jpg" width="600" height="131" border="0" vspace="0"//a/ppbr//pp　　strong参考文献：/strong/pp　　[1] 刘毅，吴建敏，严菁，等. 熔点对照品标化研究，中国新药杂志，2015，24(3)：264-270/pp　　[2] 刘毅，吴建敏，吴涓，等. 差示扫描量热法在化学药品对照品纯度分析中的应用，中国新药杂志，2017，26(10)：1115-1118/pp　　[3] Akhtar Siddiqui, Ziyaur Rahman, Mansoor A. Khan. Application of chemometric methods to differential scanning calorimeter (DSC) to estimate nimodipine polymorphs from cosolvent system. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2015， 41(6)：995-999/pp　　[4] Yusuke Hattori, Ayumi Suzuki, Makoto Otsuka. Characterization of melt-quenched and milled amorphous solids of gatifloxacin. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2016, 42(11): 1851-1856/pp　　[5] Ioannis Nikolakakis, Kyriakos Kachrimanis. Crystallization kinetics of orthorhombic paracetamol from supercooled melts studied by non-isothermal DSC. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2017, 42(2): 257-263/pp　　[6] Yuan Su, Lian Yu, Ting Cai. Enhanced crystal nucleation in glass-forming liquids by tensile fracture in the glassy state. Crystal growth & design, 2018, DOI: 10.1021/acs.cgd.8b01427/pp　　[7] Patrycja Garbacz, MarekWesolowski. DSC, FTIR and Raman Spectroscopy Coupled withMultivariate Analysis in a Study of Co-Crystals of Pharmaceutical Interest. Molecules, 2018, 23, 2136 doi:10.3390/molecules23092136 www.mdpi.com/journal/molecules/pp　　[8] 冯巧，张亚轩，夏志伟，等. 温敏型水凝胶聚(N-异丙基丙烯酰-乙烯基吡咯烷酮)的前端聚合法制备及性能. 高分子材料科学与工程，2015，31(4)：37-46/pp　　[9] 王浩，康卫民，张亚秋，等. 壬苯醇醚聚ε-己内酯电纺纤维膜的表征及释放. 沈阳药科大学学报，2015，32(4)：249-255，270/pp　　[10] 王浩，郭衎，刘影，等. 十六烷基磷脂酰胆碱复合聚ε-己内酯电纺微球的制备及表征. 辽宁医学院学报，2015，36(2)：1-5，附页1-2/pp　　[11] 吕洁琼，林君红，崔升淼. 介孔二氧化硅纳米粒对穿心莲内酯载药性能及药物释放的影响. 广东药学院学报，2016，32(5)：555-558/pp　　[12] 吕志阳，杨雨微，陈璟，等. 热熔挤出技术制备银杏总内酯固体分散体的研究. 中药材，2016，39(7)：1610-1613/pp　　[13] Li Pan, Hongyan Wang, Keren Gu. Nanoliposomes as Vehicles for Astaxanthin Characterization In Vitro Release Evaluation and Structure-PXRD DSC. Molecules, 2018, 23:2822 doi:10.3390/molecules23112822 www.mdpi.com/journal/molecules/pp　　[14] 赵娜，史雨，王中彦. 和厚朴酚固体分散体的制备及表征. 沈阳药科大学学报，2019，36(6)：469-473/pp　　[15] 管庆霞，张悦，邹淑君，等. 马钱子碱纳米结构脂质载体的表征及体外释放行为分析. 中国中医药信息杂志，2019，26(8)：66-70/pp　　[16] 郭爱灵，姚涛，潘斯庆，等. 复方葛根素水飞蓟宾固体分散体的制备及表征. 中国中医药信息杂志，2020，27(2)：59-63/pp　　[17] 黄佳娜，崔银，张天，等. 载塞克硝唑泊洛沙姆复合聚L-乳酸电纺纤维的表征和释放行为考察. 中国医药工业杂志，2020，51(5)：605-612/pp　　[18] 盛晓丹，刘臻，罗砚曦，等. 聚多巴胺修饰的载榄香烯介孔二氧化硅纳米粒的制备及其靶向抗肿瘤活性研究. 中草药，2020，51(10)：2745-2754/pp　　[19] 王秦峰. 聚乳酸的热性能研究. 上海化工，2019，44(2)：14-16/pp　　[20] Carlos David Grande Tovar, Jorge Ivá n Castro, Carlos Humberto Valencia, et al. Nanocomposite Films of Chitosan-Grafted Carbon Nano-Onions for Biomedical Applications. Molecules, 2020, 25:1203 doi:10.3390/molecules25051203 www.mdpi.com/journal/molecules/pp　　[21] 张建军，钱帅，高缘主编. 晶型药物研发理论与应用，化学工业出版社，2019.1/ppbr//p

Lyostat Vs DSCDSC（差示扫描量热法）和mDSC（调制差示扫描量热法）是通常用于确定玻璃化转变温度 (Tg’) 的热技术，用于干燥样品的稳定性研究。这些技术还可用于分析冷冻样品，以开发安全高效的冷冻干燥循环。Lyostat5是一种冷冻干燥显微镜 (FDM)，它允许用户识别和记录样品的“崩溃”温度。 它还提供有关共晶事件和表皮形成的数据，实时显示材料在逐步上升的温度中干燥时的结构。塌陷是冷冻干燥的关键事件。塌陷定义为冻干制剂的溶质相在除去溶剂后不能保持其结构完整性的点，导致形成粘性流。它通常在比玻璃化转变 (Tg' ) 温度更高时发生。玻璃化转变 (Tg' ) 是无定形材料从硬且相对脆的状态到熔融或类似橡胶状态的可逆转变。尽管玻璃化转变通常被认为是冷冻干燥的先决条件，但通常在明显更高的温度下发生的坍塌温度实际上是最关键的临界温度。项目Lyostat DSC塌陷温度 √×是否为冷冻干燥设计 √×熔化事件 √√起皮 √×1 Lyostat的优点√ Lyostat是一种宝贵的研发工具，专为冷冻干燥而设计；√ 使用Lyostat 分析仅使用2µl样品，分析通常在一小时内即可完成；√ Lyostat分析由电脑控制以提供复杂的图像和数据捕获，并提供数据的分析；√ Lyostat 允许用户分析样品时制作视频资料，可用于展示和重现分析过程用于分析；√ Lyostat的软件提供符合21 CFR part 11的版本。2 为什么选择Lyostat5√ 冻干显微镜允许您定义样品的确切“坍缩”温度，这是DSC无法做到的。了解产品的塌陷行为至关重要，因为在冻干过程中塌陷的产品可能会遇到一系列问题，包括保质期缩短、活性降低和复原不良；√ 使用塌陷开始作为循环的基础将允许比使用玻璃化转变温度更高的温度，这意味着更快的干燥；√ 冻干显微镜允许您观察干燥样品的变化并获得数据，这将使您能够使用系统方法而不是反复试验来开发新配方和新周期；√ 冻干显微镜还能使您能够放大或优化现有流程。项目LyothermDSC玻璃转化温度√√结晶事件√√熔化事件√√有/无热变化的样品软化√×专为冷冻材料和冷冻干燥而设计√×Lyotherm Vs DSCLyotherm是开发冷冻配方的强大工具。它提供比冻结状态DSC分析更多的信息，因为它同时执行阻抗和热分析。1 Lyotherm的优点√ Lyotherm 允许对冷冻样品进行电阻抗和差热分析 (DTA)；√ 阻抗分析揭示了有关冷冻的硬度（分子迁移率）的信息；√ DTA是一种类似于DSC的技术，在提供阻抗分析的同时提供热数据；√ 刚度的变化并不总是与热变化相关，因此并不总是在DSC或DTA分析中看到它们。2 为什么选择Lyotherm？√ 阻抗显示即使没有发生热变化，样品也会软化，这可能与生物产品特别相关：在软化状态下储存冷冻材料会缩短保质期；√ 冷冻干燥敏感产品在低于崩溃开始温度但处于软化状态下会导致活性降低和重构不良的问题；√ Lyotherm分析可让您观察玻璃化转变温度和任何结晶或共晶熔化事件，从而创建具有适当冷冻、退火和干燥条件的循环；√ 由于大多数冷冻干燥产品都不同程度地呈无定形，因此Lyotherm是分析冷冻干燥产品必不可少的工具。分析技术的比较下图显示了使用mDSC和Lyotherm对无定形材料*进行的冻结状态分析。使用mDSC分析未检测到显着变化。然而，使用Lyotherm检测到软化和玻璃化转变。虽然DSC是测试干燥样品的理想之选，但Lyotherm专为冷冻干燥而设计，可为冷冻样品提供额外数据。- 使用mDSC进行的样品分析* 产品在 –70°C 和 0° 之间没有特定变化* 无玻璃化转化迹象- 使用Lyotherm进行的样品分析* 阻抗分析显示 –50°C 时的玻璃化转变* 在 –37°C 下显示的冷冻材料在坍塌前的软化

近日，天津大学胡文平/汪天洋团队成功研发出一种多功能有机长余辉喷雾，可实现溶剂化制备并实现大面积喷涂，在信息标记与保护、表面无损探伤领域展现出独特的应用思路。相关成果发表于国际顶级期刊《Advanced Materials》。无定形有机长余辉发光材料可以实现简单的溶液加工和大面积均匀发光，但这类材料的发光性能受材料本征刚性环境的影响较大。为此，我们提出了一种紫外光固化增强（UV-curing-enhanced）有机主客体掺杂体系长余辉性能的普适策略，即通过光固化构建的刚性环境促进主客体之间的相互作用，从而诱导出高性能长余辉发射。利用这种可溶液加工、可大面积涂覆和“易于实现”的材料制备策略，有望促进无定形有机长余辉材料在信息标记与保护、表面无损探伤等领域的深度应用。同时，在表面无损探伤领域，对比磁粉检测和渗透检测，这类具有自主知识产权的新型试剂类无损探伤方法的成像更加便捷迅速，且技术附加值更高，有望为有机长余辉材料打开一个重要的商业应用出口。该工作得到了国家自然科学基金委、天津市科技局和天津大学科技创新领军人才培育计划（“攀登计划”）的支持，论文的第一作者为理学院化学系硕士研究生梁依萌和刘曼，通讯作者为理学院化学系汪天洋副教授。参考文献：Yimeng Liang,#Man Liu,#Tiantian Wang, Jiayi Mao, Lichang Wang, Dongzhi Liu, Tianyang Wang*, Wenping Hu,Adv. Mater.2023, https://doi.org/10.1002/adma.202304820.原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304820

玻璃化转变温度是指无定形或部分无定形的非晶态材料在熔点以下温度发生结构变化时所经历的一种状态转变。这种转变会导致材料在某一温度范围内出现明显的热胀缩现象，并伴随着比热容、热导率等物理性质的变化。玻璃化转变温度对于材料的使用性能和使用范围具有重要影响，因此被广泛应用于材料科学和工程领域。上海和晟 HS-DSC-101A 玻璃化转变温度测试仪玻璃化转变温度的定义是指非晶态材料在加热过程中，从玻璃态转变为高弹态的温度。这个转变过程通常伴随着比热容的增大和热导率的降低。玻璃化转变温度的计算方法通常采用动态力学分析法，通过测量材料的储能模量和损耗模量的变化来确定。影响玻璃化转变温度的因素有很多，其中主要包括温度、应力、压力、光照等因素。温度对玻璃化转变温度的影响最为显著，通常情况下，随着温度的升高，玻璃化转变温度会降低。应力也会对玻璃化转变温度产生影响，例如，在应力的作用下，材料的玻璃化转变温度会发生变化。压力对玻璃化转变温度的影响与应力类似。此外，光照等因素也会对某些材料的玻璃化转变温度产生影响。玻璃化转变温度在材料科学和工程领域有着广泛的应用。例如，在汽车制造业中，通过对塑料制品的玻璃化转变温度进行控制，可以实现对材料使用性能和使用范围的有效管理。在建筑材料中，通过对玻璃化转变温度的测量和分析，可以实现对建筑材料的有效监控和管理。总之，玻璃化转变温度是材料科学和工程领域中一个重要的概念。通过对玻璃化转变温度的研究和控制，可以实现对材料性能的有效管理，从而推动材料科学和工程领域的发展。未来，随着材料科学和工程领域的不断发展，玻璃化转变温度的研究和应用将会得到更加深入的拓展和应用。

本篇继上一篇“实用建议：“如何合理设计稳定的冻干蛋白配方（一）”继续为大家分享蛋白样品冻干的理想赋形剂有哪些、基于成功蛋白冻干配方会导致Final失败的一些细节问题等。 》》》对于蛋白样品，理想的赋形剂有哪些？从冻干对蛋白的所有危险以及我们需要在各个环节考虑的所有因素来看，快速开发一个稳定的蛋白配方看起来似乎是不可能的。幸运的是，如果我们能够采用合理的方法对配方进行很好的设计，大多数的配方问题是可以得到快速解决。这里，我们主要是对初始配方成分的选择提供基础。在一些情况下，初始的配方很有可能就是走向市场的Final产品。给定的组分，进行不同微小的修改，已经被成功地用于蛋白药物。需要强调的是对于冻干配方，在能够提供良好稳定性和结构的情况下，成分越简单越好。所加入的赋形剂都须要有数据证明对配方起有益的作用。01给定蛋白质维持稳定性的具体条件对于一些通用型的稳定剂，可以有效地保护绝大多数的蛋白质，在选择这些稳定剂之前，我们有必要通过优化影响蛋白物理和化学稳定性的具体因素来选择合适的稳定剂。影响蛋白物理和化学稳定性的具体因素：1. 避免极端的pH值可以显著降低蛋白脱氨基的几率。而且，通过优化溶液的pH值，可以显著提高蛋白在冻干过程中抵抗去折叠的能力。2. 还应该研究其他能提高蛋白质稳定性的特异性配体（通过增加去折叠的自由能）。肝素和其他聚阴离子对生长因子的稳定性影响就是一个很好的例子。3. 其它需要考虑的重要因素是离子强度对蛋白的去折叠和聚合的影响。须意识到，在预冻过程中，由于冰的形成将溶液浓缩，离子强度可增加50倍。因此负责原料药纯化和做药物配方前研究的人员已经对这些问题有了深刻的认识，配方科学家应该在着手设计冻干配方之前与他们进行沟通。即使在针对蛋白质稳定性优化的特定的溶液条件下，但是如果样品需要幸免于冻干的损害并长期保存，有必要加入一些其它的保护剂。首先，我们考虑一些已经用在冻干蛋白配方中的成分，但它们不能提供蛋白的稳定性，而且可能会促进蛋白在储存期间的破坏。我们将提供一个简单、有效的思路，并且讨论选择这些成分的原理。02不能提供蛋白稳定性的赋形剂部分多聚物作为赋形剂的优缺点在冻干工艺的快速开发过程中，为了获得一个强壮的蛋糕结构，一些多聚物，如葡聚糖，羟乙基淀粉，因具有较高的塌陷温度，导致Final产品的Tg也会比较高，常常是受欢迎的赋形剂。不好的是，这些多聚物在冻干过程中不能抑制蛋白结构的去折叠，因此在后续的储存中不能提供稳定性。无法抑制冻干诱导变性的原因大概是聚合物过大而无法与蛋白质氢键合，无法代替脱水过程中损失的水，或者是因为聚合物与蛋白质形成了分离的无定形相。尽管当这些多聚物单独使用时不是一种很好的稳定剂，但是经证实，如果其结合双糖稳定剂可以具有较好好的作用。冻干过程中的有效稳定剂对大量的化合物进行测定，显示在冻干过程在较有效的稳定剂是双糖，但是避免使用还原性糖。还原性糖在冻干过程中可以有效抑制蛋白结构的去折叠，但是在干燥样品的储存过程中，可以通过美拉德反应（糖的羰基和蛋白质上的游离氨基）降解蛋白，结果形成含有降解蛋白的棕色糖浆，而不是含活性蛋白的白色蛋糕状结构。通常，我们减缓这个过程的方法是将样品储存在零度以下，这就失去了产品冻干的意义，这些还原性的糖包括：葡萄糖，乳糖，麦芽糖，麦芽糊精等。在早期的研究中，晶体类的填充剂如甘露醇，甘氨酸在冻干过程中不能提供蛋白很好的稳定性，但是，一些配方使用了这两种物质的混合物，并且成功地推向了市场。在这些案例中，甘露醇和甘氨酸适当的比例可以导致一大部分的化合物保持无定形状态。这部分无定形状态的化合物足以抑制冻干过程中蛋白的去折叠并且提供长期储存的稳定性。但是建议谨慎选择这种方法，因为达到合适的工艺条件再加上合适的赋形剂比例，既耗时又很难办到的。03赋形剂的合理选择如何合理的选择赋形剂？案例分享举个具体的案例说明，假设：1. 蛋白药物的浓度定在2mg/ml；2. 主要的降解途径是冻干后或复水后蛋白的聚合以及储存期间蛋白的脱氨基；3. 优化具体的条件（如用柠檬酸盐缓冲液控制pH为6）只能将冻干和复水后聚合程度降到10%，尽管样品在低于Tg温度的20℃下进行储存脱氨基速度仍然不能接受。加入晶体类的膨胀剂，如甘露醇，保持样品强壮的结构及良好的外观。在这种情况下，主要缺少的成分是非还原性双糖，其在干燥样品中会与蛋白形成无定形的结构，作为主要的稳定剂，主要选择蔗糖或海藻糖。它们在预冻阶段能够很有效地保护蛋白并且能够很好的抑制复水过程中蛋白结构的去折叠。预冻阶段的保护取决于初始糖的总浓度，有时，超过5%（w/t）的浓度可以尽可能大程度地保持蛋白的稳定性。相反，在干燥阶段，蛋白的保护取决于Final糖和蛋白的质量比。一般来说，糖和蛋白的重量比至少为1:1时，可以提供较好的稳定性，当达到5:1时，可以达到很佳的稳定性。保持蛋白的浓度不变，选取一定范围的糖浓度进行筛选和检测，通过干燥样品中天然结构保留率以及复水后蛋白聚合降低的程度来确定最合适的浓度。一般来说，合适的糖浓度，可以在冻干过程中提供蛋白很好的稳定性，并且如果Final样品的Tg高于储存温度，在后期的储存期间也可以提供蛋白较好的稳定性。例如，假定最高的储存温度为30℃，那么Final产品的Tg ＞50℃应该是稳定的，但前提是Final样品的含水量需要达到允许的水平，因为水分的存在会降低样品的Tg。可以使用DSC检测每种样品的Tg值。蔗糖/海藻糖如何选择？蔗糖和海藻糖，作为两种常用的稳定剂，均有其优势和劣势，可根据不同的情况进行选择：● 在任何水分含量的样品中，海藻糖均会有较高的Tg，因此较为容易冻干。另外Tg ＞50℃的条件可以允许样品有较高的残留水分。然而，技术工程师应该能够针对这两种双糖设计经济有效的工艺。如果样品中蛋白浓度较高，可以提高Tg，这样就会弱化海藻糖的作用；● 与蔗糖相比，海藻糖更能抵抗酸解，双糖水解后会产生还原性的单糖，这是需要避免的。通常情况下，如果pH不是很低，如pH4左右或更低，这个应该不是很大的问题；● 蔗糖在冻干过程中抑制蛋白去折叠方面看似比海藻糖更有优势，当蛋白在预冻阶段非常不稳定（需要较高的糖浓度）和/或蛋白浓度较高时，这种优势更明显。海藻糖的相对不稳定性是由于在预冻和干燥过程中其更易于与蛋白之间产生相分离。对于给定的配方，这是否会有问题不能被预测，因此，每种制剂配方都需要检查其保护蛋白的能力。表面活性剂的作用在这里，我们案例中的配方可能就比较完整了，就像许多蛋白质的情况一样。然而，我们假设，即使蔗糖完全抑制可检测的蛋白质去折叠，正如用红外光谱对干燥固体的结构分析所评估那样，在复水后，仍然有1%的聚合蛋白。因为在原始的样品中是没有任何聚合的，假设在冻干过程中，一小部分蛋白发生了去折叠，在复水后，部分这些分子又重新折叠，但是部分聚合在一起。这个实际上看起来是个很普遍的问题，就像在冻干之前一些处理造成的聚合。幸运的是，通过在配方中加入一些非离子型表面活性剂，如聚山梨醇酯（吐温）通常可以抑制蛋白的聚合。要求的浓度通常比较低（＜0.5% w/v），通过将表面活性剂滴定到包含所有其它组分的冻干制剂中，可以识别出理想浓度。应避免加入过量，因为表面活性剂在室温下是液体的状态，如果浓度较高，会降低配方的玻璃态转变温度。然而，通常在优化蛋白质稳定性所需的非常低的浓度下，不会有问题。表面活性剂看作是画龙点睛，通常在冻干产品配方中加入表面活性剂是有利的，可以抑制处理过程中界面引起的去折叠和聚集（如起泡夹带或瓶-液界面引起的）。最重要的是表面活性剂在冻干/复水过程中抑制聚合的能力，目前还不太清楚表面活性剂的保护在哪一步起作用的。有资料证明，表面活性剂在冻融及复水过程中可减少蛋白聚合并且在预冻阶段有助于抑制蛋白的去折叠，对干燥固体中聚集物特定红外波段的检查表明，表面活性剂可以抑制冻干过程中产生的聚集。在复水过程中，曲折叠分子的聚合能通过表面活性剂得到抑制，猜测是通过分子之间的相互作用和/或作为一种润湿剂，加速冻干产品的溶解。如果显示表面活性剂在复水过程中是有益的，则可以通过在稀释剂中加入表面活性剂来达到这种效果。 》》》还有哪些意想不到的危险可能会导致失败？尽管根据上述给出的建议，对于给定蛋白，我们可以设计出成功的配方，但是，还有其他一些问题可能会导致Final失败，特别是在长期储存期间。● 赋形剂中经常会有一些污染物，这些会导致蛋白快速的化学降解，糖类和甘露醇中会含有过渡金属元素，表面活性剂可能被过氧化物污染，所有的这些可以促进蛋白的氧化；● 在储存过程中，水分从胶塞转移到产品，引起水分参与的降解，直接损坏蛋白，并且降低蛋白的Tg,加速蛋白的降解，特别是当储存温度高于Tg 时；● 即使在高温（如40℃）下的储存稳定性研究中，一切都表现出理想的状态，但有一个常见的，但很少报道的事件可能是灾难性的，这个问题可以用下面的故事来说明。产品在实验室中在40℃下储存可以保持几个月的稳定性，在冬季，产品在运输过程中也保持良好的稳定性，没有来自消费者的问题报告，然而，有时在夏季，运输后，在室温下储存仅2周后发现产品过度降解，用差示扫描量热仪DSC对一开始的干燥粉末进行了检查，给出了合理的解释，结果发现，制剂中的甘露醇没有全部结晶，而是形成了Tg约为45℃的亚稳玻璃态，当在夏季运输过程中，超过了这个温度时，甘露醇变发生结晶，最先与甘露醇结合的水被转移到了剩余的无定形相中，蛋白相的水含量增加，降低了它的玻璃化转变温度，因此，加速了蛋白质的降解。这个问题可以使用DSC设计合理的退火方案使甘露醇再预冻阶段全部结晶来避免，另外也可以通过调整甘露醇的浓度，降低残留水分含量，使甘露醇即使在45℃的条件下也不会结晶。 》》》对于给定的蛋白药物，这些信息足够吗？对于大多数的蛋白，上面给出的建议一般会设计出成功的配方，但是，每种蛋白都有其独特的物理化学特性和稳定性要求。因此，针对每种不同的蛋白，配方也需要自定义设计。结合蛋白本身的特性知识以及选择合理的赋形剂可以快速设计出稳定的冻干蛋白配方。最后，在快速冻干工艺中保持干物质的物理性质和在干燥后获得天然的蛋白质之间需要折衷，研究表明：当蔗糖结合葡聚糖一起使用时，由于蔗糖的作用，蛋白质的天然结构可以保留在干燥的固体中；葡聚糖的存在提高了制剂的Tg，并提供了一种无定形的填充剂，快速干燥的同时保留了所需的蛋糕性质；其他的一些聚合物有可能提供与葡聚糖相同的优势，如羟乙基淀粉也具有较高的Tg，通常比葡聚糖更容易接受用于肠胃外给药。期望可以合理地利用这些多聚物作为Tg的调节剂，使得制剂更稳定，更容易快速冻干。莱奥德创冻干技术分享关注“莱奥德创冻干工场“，立即获取冻干线上技术分享内容。基于对于冻干研发的一些考量，莱奥德创创建了金字塔冻干技术分享平台：包含了从冻干理论基础，到配方和工艺开发，再到放大及生产，以及进阶的设备管理和线上线下专题内容分享。内容结合了来自Biopharma的冻干理论指导体系、来自于莱奥德创产品经理及应用工程师的实践经验总结及国内外专家的专题内容。获取方式Step 1：关注公众号 扫码关注莱奥德创公众号Step 2：点击菜单栏“冻干讲堂” Step 3：点击你感兴趣的内容Banner Step 4：开始学习 如果您对上述设备或冻干服务感兴趣，欢迎随时联系德祥科技/莱奥德创，可拨打热线400-006-9696或点击下方链接咨询。译自：《Rational Design of Stable Lyophilized Protein Formulations:Some Practical Advice》 John F.Carpenter,Michael J.Pikal,Byeong S.Chang,Theodore W.RandolpH pHarmaceutical Research, Vol.14,No.8,1997* 如有理解错误之处，还请参考原文关于莱奥德创冻干工场上海莱奥德创生物科技有限公司专注于提供前沿的冻干设备应用和制剂开发相关服务，依托于合作伙伴加拿大ATS集团SP品牌和英国Biopharma Group等的紧密合作，致力于促进中国生物医药技术创新升级，助力中国大健康行业的持续发展。莱奥德创在上海及广州设有实验室，拥有专业的技术团队及国内外专家支持体系。莱奥德创面向生物制药、食品科学等各个领域行业客户，提供冻干研发、放大、委托生产及培训等服务。前期研发● 产品配方特征研究:共晶点温度(Te)、塌陷温度(Tc)、玻璃态转化温度(Tg'、Tg)测定等；● 实验室工艺开发：冻干工艺开发:冻干制剂配方开发，工艺确定，申报材料撰写；● 冻干工艺优化：利用中试冻干机上PAT工具优化及缩短工艺；● 冻干产品质量指标测试：水分含量，冻干饼韧度分析；● 咨询服务：如产品外观问题、产品质量问题、其他troubleshooting等；工艺放大/技术转移● 冻干工艺转移/放大: 远程技术指导+现场服务；● 小批量冻干生产(NON-GMP)，临床一期生产（GMP）；其他业务● 企业小团队线上线下培训服务：冻干原理，工艺开发，设备使用维护等；● 冻干设备租赁服务。400-006-9696www.lyoinnovation.com莱奥德创冻干工场中国(上海)自由贸易试验区富特南路215号自贸壹号生命科技产业园4号楼1单元1层1002室德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年，总部位于中国香港特别行政区，分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点，5个维修中心和2个样机实验室。30多年来，德祥一直深耕于科学仪器行业，主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备，致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作，服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。德祥始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！

为什么要用冻干的方法制备稳定的蛋白药物产品？在蛋白药物治疗的早期研发中，有必要设计一种在运输和长期储存期间稳定的配方。显然，水溶剂的液体产品对于生产来说是很容易且经济的，对于终端使用者也是十分方便的。水溶剂的液体产品存在的问题1. 大多数的蛋白以液体状态存在时，易于化学（脱酰胺或氧化）和/或物理降解（聚合，沉淀） 2. 如果严格控制水溶剂蛋白的储存条件，并且对配方进行合理设计，可以减缓其降解，但是在实际的运输过程中，精确控制储存条件通常是行不通的，蛋白会因受到多种应力的作用而变性，包括摇动，高低温，冷冻等 3. 尽管会设计配方和运输条件尽可能规避这些应力导致的损害，但是仍然不能足够阻止在长期储存过程中造成的损害。例如，在某些情况下，尽量减少化学降解的条件会导致物理损伤，反之亦然，那么就无法找到提供必要的长期稳定性的折衷条件。解决方案：冻干配方设计合理的冻干配方，理论上可以解决以上存在的所有这些问题。在干燥的样品中，降解反应可以得到充分的抑制或减缓，蛋白产品在室温状态可以仍然维持其稳定性，保存期可达到数月或数年的时间。而且，在运输过程中，短期的温控偏离，冻干的蛋白样品通常也不会受到损害。即使在两种或多种降解途径需要不同条件才能实现最大热力学稳定性的情况下，干燥产品中反应速率的降低也可以实现长期的稳定性。因此，一般来说，当配方前研究表明在液体配方中不能获得足够的蛋白稳定性时，冷冻干燥提供了颇有吸引力的替代方案。冻干蛋白配方可能遇到的问题然而，相对水针剂产品，只需要简单灌装即可来说，冻干过程较为复杂，且耗时、成本高，再有，一个十分关心的问题，如果配方中没有合适的稳定赋形剂，大多数蛋白制剂在冻干的过程中至少部分会因冻结应力和脱水应力而变性，结果通常是不可逆的聚合，通常是在冻结之后立即聚合或在储存过程中，小部分蛋白分子发生聚合。因为大多数的蛋白药物是非肠道给药，即使只有百分之几的蛋白聚合也是不可以接受的。因此，只是简单的设计一个配方，允许蛋白能承受冻干过程中的应力，但是无法确保冻干后的样品能有长期的稳定性。一个较差的冻干配方，蛋白很容易发生反应，须要求在零度以下储存，这样的配方应当认为是不成功的。本文将提供一些实践的指导，用于配方的设计，可以在冻结和干燥过程中保护蛋白，并且在室温条件下长期储存和运输过程中具有很好的稳定性。再有，会简要地讨论，配方设计须考虑到工艺条件的物理限制，已获得最终低水分含量的良好蛋糕。我们将不讨论冻干工艺的设计和优化，也不会偏离关于赋形剂选择的实用建议，以解决关于这些化合物稳定蛋白质的机制的争论。有丰富经验的药物科学家可能跟这篇文章的内容也没有很大的关系，但是可以将蛋白药物产品推向市场，然而，我们的目标主要是针对对于稳定的冻干蛋白配方设计还不太了解以及具有很大挑战的那些研发人员提供一个很好的开始。 配方设计的主要制约因素有哪些？当合理设计冻干配方时，需要考虑的因素很多，从整体来看，工作会比较复杂，但如果能很好的理解决定最终成功的主要限制因素，那么就会容易很多。01蛋白的稳定性首先记住蛋白产品选择冻干方法的主要原因是其不稳定性，整个配方中最敏感的成分也是蛋白质，那么在配方设计中首要关心的是赋形剂的选择，能够提供蛋白好的稳定性。02最终药物配置在配方研发开始之前，须确定好最终药物的配置，需要考虑的问题包括给药途径（常为非肠道给药），共同给药的其他物质，产品体积，蛋白浓度，冻干盛装容器（西林瓶、预充针或其它）等，如果最终药物需要多次使用，在配方中需要加入防腐剂，这个可能会降低蛋白的稳定性。03配方张力在选择赋形剂时，可能会考虑设计等张溶液，甘露醇和甘氨酸通常是良好的张力调节剂，这些赋形剂经常优于NaCl,因为NaCl具有较低的共晶融化温度和玻璃态转变温度，使得冻干更难进行。另外，如果样品中含有相对低的蛋白量，经常会加入填充剂，避免在冻干的过程中蛋白损失，甘露醇和甘氨酸同时也可以充当这个角色，因为他们会最大程度的结晶并且形成机械强度较高的蛋糕结构。然而，须意识到单独使用晶体类的赋形剂通常不能够在冻干过程和储存期间给蛋白提供足够的稳定性。04产品的蛋糕结构最终冻干的样品须具有优雅的外观结构，较强的机械强度并且没有出现任何塌陷和/或共晶融化，水分残留要相对较低（1g水/100g 干物质），如果产品发生塌陷，不仅外观不能接受，而且会导致样品最终的水分含量较高，复水时间延长。05产品玻璃化转变温度为了确保干燥后蛋白具有长期稳定性，非晶态成分（包含蛋白）的玻璃转化温度要高于计划的储存温度。水是无定形相的增塑剂，需要保持较低的水分含量确保样品的Tg 要高于运输和储存的最高温度。06产品塌陷温度一般来说，达到最终的目标，在整个冻干过程中，需要维持产品温度在其玻璃转化温度以下。在干燥过程中，当冰晶升华时，对于非晶态样品，产品温度须维持在其塌陷温度以下，塌陷温度通常与热致相变温度（也就是最大冻结浓缩无定形相的玻璃态转变温度Tg’）一致，同时，也有必要维持产品温度在任何晶体成分的共晶融化温度以下。在实际中，这些温度可以通过差示扫描量热仪DSC或冻干显微镜来测定。在配方开发中有必要测定产品的塌陷温度。 冻干显微镜Lyostat5及搭配使用的DSC模块为什么要测定塌陷温度？在低于产品的塌陷温度下干燥是需要付出代价的，产品的温度越低，干燥的速度越慢，干燥的成本就越高。通常，在-40℃以下干燥是不实际的，同时样品能降低到的温度还受一些物理条件的限制，比如冻干机的性能以及产品的配方。在配方开发过程中，药物研发人员应该与工艺工程师（设计冻干工艺人员）紧密配合，并且清楚了解放大化生产型冻干机与实验室研发冻干机的区别是非常重要的，通常情况下，生产型冻干机和实验室冻干机在工艺参数控制方面会有所不同，一部分原因是生产型冻干机较大，在冻干过程中每瓶样品的产品温度差异较大。因此，如果对冻干过程熟悉的研发人员可以提供有用的信息帮助配方科学家做出正确的判断，避免由于误判导致将较好的配方排除在外。对于塌陷温度较低的产品，也有一些方法，如可以通过控制过程参数来实现短时快速干燥。配方设计需平衡蛋白稳定性和塌陷温度很明显，配方设计的一个目标是保证蛋白稳定性的前提下提供较高的塌陷温度，产品的塌陷温度主要取决于配方的组成，如果蛋白的含量超过所有溶质的20%，会对Tg’有较大的的影响。尽管单纯的蛋白溶液通常用DSC很难测出Tg’，根据实验得出，增加蛋白含量，对于大多数的配方来说，均可以提高Tg’。通过外推法得到纯的蛋白溶液的Tg’，大约为-10℃，远远高于大多数的单一赋形剂的Tg’(如蔗糖的Tg’为-32℃)，因此，从工艺过程的经济角度考虑，更期望配方中较高的蛋白质和稳定剂比例，然而，蛋白的稳定性通常随着稳定剂与蛋白含量比例的增加而提高，因此须在高的塌陷温度和较好的稳定性方面做出平衡。并且，如下文讨论的内容，随着蛋白浓度的增加，蛋白质在预冻过程中抵抗冻结应力损伤的能力就会得到改善，那么在高蛋白浓度和高稳定剂和蛋白重量比的情况下，稳定性是最好的，这样，就会导致整个配方较高的固形物浓度，给工艺带来困难，总浓度超过10%的配方将比较难冻干。如何改变Tg'？在升华之前对配方进行一些处理可以改变Tg’，如经常使用的退火处理，在退火处理过程中，会从无定形相中移走一小部分成分，如使用甘氨酸作为晶体的填充剂，取决于预冻的方法，可能一部分的甘氨酸分子会保留在样品的无定形相中，甘氨酸具有相对较低的Tg’(-42℃)，因此让甘氨酸尽可能的结晶是非常重要的，这样可以提高样品中无定形相的Tg’，加快干燥，节省成本。对于赋形剂结晶，设计理想完善的方案，可以用DSC模仿冻结和退火工艺的条件来进行，这个方法可以参考Carpenter 和 Chang的文章内容。 在哪些步骤蛋白需要维持稳定性？实际上，从灌装到最终干燥的产品复水，每一步均会对蛋白造成损伤，并且要求配方的成分能够抑制蛋白的降解。在快速处理步骤（如灌装，预冻，干燥和复水等）中，主要的问题通常是物理损害，如低聚物的形成和/或蛋白沉淀；通常，蛋白从液体到固体的转变，相对与减缓化学变化，更多的会减缓蛋白的物理变化的速率，因此，储存过程中的化学降解经常是更严重的稳定性问题。在储存期间或复水时，蛋白也会发生聚合。在预冻和干燥过程中，受到冻结和干燥应力的作用，蛋白的结构很容易遭到破坏，如果在这些过程中，能够抑制蛋白去折叠（变性），那么降解过程就会达到最小化，因此，配方设计主要的关注点就是在这些过程中能够保护蛋白，在干燥后的样品中具有较高的Tg及较低的含水量，能阻止样品内部发生化学反应，更好的保持蛋白的天然性能。01在预冻过程中的蛋白的稳定性特定的蛋白是否易受冷冻破坏的影响取决于许多因素，除了在配方中包含适当的稳定剂外。一般来说，会考虑三个很重要的参数：蛋白浓度，缓冲液的种类以及预冻方法。蛋白浓度增加蛋白质的浓度能够提高蛋白对冻结变性的抵抗力，可以通过简单地测定冻融后蛋白聚合的百分比，该百分比与蛋白质浓度呈反比。通常，如果预冻过程中去折叠的蛋白分子部分与浓度无关，那么预计增加蛋白浓度会增加蛋白聚合。然而，现在人们认为，增加蛋白质浓度会直接减少冷冻诱导的蛋白质去折叠。据推测，冻结阶段的损伤包括蛋白在冰水界面的变性，假设只有有限数量的蛋白分子在这个界面变性，增加蛋白的初始浓度会导致较低比例的变性蛋白。处于实际的目的，将蛋白浓度作为一个重要的考虑因素，在配方开发过程中尽可能保持较高的浓度，就显得特别简单了。缓冲液种类缓冲液的选择也是非常关键，主要引起问题的是磷酸钠和磷酸钾，在预冻和退火过程中，二者的pH值会有明显的变化。对于磷酸钠，其二元碱形式的容易结晶，导致在冷冻样品中，剩余的无定形相中的pH会降到4或更低。对于磷酸钾，其二氢盐结晶后，pH会变到接近9. pH改变的风险以及对蛋白的损害可以通过提高最初的冷却速度，限制退火步骤的时间，降低缓冲液的浓度等来控制，所有这些措施可以降低盐类结晶的机会。快速冷冻，不进行退火也限制了蛋白质在暴露在冷冻状态下的时间。尽管其他的赋形剂能够辅助抑制pH的改变，较好的方法是避免使用磷酸钠和磷酸钾。在预冻阶段pH有较小变化的缓冲液包括柠檬酸盐，组氨酸，Tris溶液等。预冻方法排除由于pH变化造成的问题，在实验中发现，预冻过程中，蛋白质受破坏的程度跟冷却的速率有关系，较快的冷却速度形成的冰晶体较小，冰的比表面积越大，受破坏的程度越大，这个推测是由于蛋白在冰水界面变性导致。冷却的速度通常受冻干机设备本身性能的限制，然而，一些对冷冻敏感的蛋白，即使慢速冷却也会导致其变性。02、在干燥和储存过程中蛋白的稳定性尽管整个蛋白分子在预冻过程中保持了其原有的结构，然而，在后续的脱水干燥过程中如果不加入合适的稳定剂也会面临变性的风险。简单的说，当去除蛋白分子的水合外层时，蛋白质天然的结构便遭到破坏。对多个蛋白的红外光谱研究表明：无合适的稳定剂存在时，在干燥的蛋白样品中，其结构将会遭到去折叠。如果样品迅速复水，损伤的程度（如，聚合百分比）与干燥蛋白质的红外光谱的非天然表现直接相关。因此，降低复水后结构的破坏需要减小预冻和主干燥过程中蛋白结构的去折叠。而且，即使样品立即复水后100%的天然蛋白分子被恢复，干燥的固体中也会有相当一部分去折叠的分子。在复水过程中分子内的再折叠可以主导分子间的相互作用，从而导致聚集，在复水后表现为100%的天然分子。适当的赋形剂可以阻止或至少减轻蛋白结构的去折叠，配方是否成功可以通过红外光谱检查干燥后蛋白的二级结构来立即判断，更重要的是，发表的一些研究显示，干燥样品的长期稳定性取决于干燥过程中天然蛋白的保留量，如果干燥后的蛋白样品存在结构上的去折叠，即使样品在低于其Tg温度以下储存，蛋白也会很快被破坏，因此，红外光谱法可作为蛋白配方的另外一种工具，研发人员可以在冻干后对样品进行检测，确定其结构是否遭到破坏。欢迎先关注我们，下一期内容将继续为大家带来“实用建议：如何合理设计稳定的冻干蛋白配方（二）”，详细分享：蛋白样品冻干的首选赋形剂有哪些、基于成功蛋白冻干配方会导致最终失败的一些细节问题等。莱奥德创冻干技术分享关注“莱奥德创冻干工场“，立即获取冻干线上技术分享内容。基于对于冻干研发的一些考量，莱奥德创创建了金字塔冻干技术分享平台：包含了从冻干理论基础，到配方和工艺开发，再到放大及生产，以及进阶的设备管理和线上线下专题内容分享。内容结合了来自Biopharma的冻干理论指导体系、来自于莱奥德创产品经理及应用工程师的实践经验总结及国内外专家的专题内容。获取方式Step 1：关注公众号 扫码关注莱奥德创公众号Step 2：点击菜单栏“冻干讲堂” Step 3：点击你感兴趣的内容Banner Step 4：开始学习 更多关于冻干技术分享平台的介绍请点击下方阅读：● 冻干免费技术内容获取-莱奥德创金字塔冻干技术分享平台► 点击阅读如果您对上述设备或冻干服务感兴趣，欢迎随时联系德祥科技/莱奥德创，可拨打热线400-006-9696或点击下方链接咨询。译自：《Rational Design of Stable Lyophilized Protein Formulations:Some Practical Advice》 John F.Carpenter,Michael J.Pikal,Byeong S.Chang,Theodore W.RandolpH pHarmaceutical Research, Vol.14,No.8,1997* 如有理解错误之处，还请参考原文关于莱奥德创冻干工场上海莱奥德创生物科技有限公司专注于提供前沿的冻干设备应用和制剂开发相关服务，依托于合作伙伴加拿大ATS集团SP品牌和英国Biopharma Group等的紧密合作，致力于促进中国生物医药技术创新升级，助力中国大健康行业的持续发展。莱奥德创在上海及广州设有实验室，拥有专业的技术团队及国内外专家支持体系。莱奥德创面向生物制药、食品科学等各个领域行业客户，提供冻干研发、放大、委托生产及培训等服务。前期研发● 产品配方特征研究:共晶点温度(Te)、塌陷温度(Tc)、玻璃态转化温度(Tg'、Tg)测定等；● 实验室工艺开发：冻干工艺开发:冻干制剂配方开发，工艺确定，申报材料撰写；● 冻干工艺优化：利用中试冻干机上PAT工具优化及缩短工艺；● 冻干产品质量指标测试：水分含量，冻干饼韧度分析；● 咨询服务：如产品外观问题、产品质量问题、其他troubleshooting等；工艺放大/技术转移● 冻干工艺转移/放大: 远程技术指导+现场服务；● 小批量冻干生产(NON-GMP)，临床一期生产（GMP）；其他业务● 企业小团队线上线下培训服务：冻干原理，工艺开发，设备使用维护等；● 冻干设备租赁服务。400-006-9696www.lyoinnovation.com莱奥德创冻干工场中国(上海)自由贸易试验区富特南路215号自贸壹号生命科技产业园4号楼1单元1层1002室德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年，总部位于中国香港特别行政区，分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点，5个维修中心和2个样机实验室。30多年来，德祥一直深耕于科学仪器行业，主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备，致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作，服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！

自然界中常见的降雪大多都是水分子在灰尘矿物质等表面的凝聚生长，是最普遍的晶体生长现象，相应气固、液固相变物理/化学过程对应的物理机制被视为经典相变理论的原型模板。但这一自然条件下常见的宏观相变的微观机理受制于显微技术的发展一直面对着众多争议，其中一个受到气象学、晶体学、以及生物学等多个领域广泛关注但悬而未决的争议问题是：除了常见的六角冰，单晶、纯相的立方冰是否自然存在？以往气象学研究中观察到了一种特殊的日晕，被认为是由于云层中具有立方结构的冰晶对光的折射造成的。诺奖得主Linus Pauling基于剩余熵理论早在1935年预言了立方冰的存在。但在实验室中，不论是样品制备或者是晶体学表征领域，都难以提供纯相立方冰的直观证据。为了回答这一受到广泛关注的争议问题，发展原位冰形核结晶显微成像技术，在原子尺度上对水冰相变的微观行为进行实时观测表征，揭示水结晶的微观物理图像，对于基础的冰晶结构及其形成机理研究和冰晶合成及应用控制具有重要意义。　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理实验室白雪冬课题组在过去二十多年致力于发展原位电镜技术，在透射电镜内构筑器件单元和微纳测量系统，在外场条件下（光、电、力、超快激光、低温等），观测和调控新物态与新物性 [Nature Commun. 11, 1840 (2020) PNAS 117, 18954 (2020) Rev. Sci. Instrum. 92, 013704 (2021) PRL 129,107601 (2022)]。近年来，该课题组白雪冬研究员、王立芬副研究员团队又发展了原位液体反应池透射电子显微技术，实现了纳米限域生长及其异质形核过程的原位原子尺度的观测表征，在表界面生长动力学研究中取得进展[Angew. Chem. In. Ed. 59,17534(2020) PRL 126,136001(2021)]。　　最近，该团队通过发展原位冷冻电镜技术，结合原子分辨像差校正电镜技术和低剂量电子束成像技术，在冰的结晶微观机制研究上取得突破。在分子分辨水平，通过原位实时地观察电镜镜筒中的残存水蒸气在近液氮温度（102 K）的不同衬底上冷凝结冰的微观动态过程，发现水在衬底上首先会形成无定形冰，随后大多会结晶形成纯相的单晶立方冰。在实现单个冰晶颗粒高空间分辨的基础上，通过大量单颗粒实时追踪观察统计，发现在同样的低温、低压热力学条件下，水的气相沉积结晶过程优先形成立方冰，并同时存在六角冰的独立形核生长。这一工作展示了低温低压下冰的异质形核微观动力学的分子过程，揭示了异质界面对立方冰的偏好形核生长，为理解众多相似热力学条件下得到的多样化冰晶提供了依据。基于实空间成像，立方冰内部的常见缺陷也首次被清晰展示，研究表明，立方冰晶中存在两种不同的缺陷结构：密堆积面缺陷和堆垛无序畴。他们还利用电子束作为能量扰动源，系统地调控、观测了立方冰中缺陷相变的结构动力学行为，发现立方冰中密堆积面缺陷倾向于沿面内滑移，展示了与常见面心立方密堆积结构材料缺陷动力学的相似性。　　该研究以直观的实空间实验证据展示了低温气相沉积过程中单晶立方冰的形成过程，澄清了关于单晶纯相立方冰能否形成的争议，这一工作以“Tracking cubic ice at molecular resolution”为题在Nature杂志上于2023年3月29日在线发表，中科院物理所王立芬副研究员为文章共同第一作者（2/3）和通讯作者，中科院物理所博士生黄旭丹（1/3）和北京大学博士生刘科阳同为文章第一作者，北京大学陈基研究员、王恩哥院士和中科院物理所白雪冬研究员为共同通讯作者。文章合作者还有北京大学物理学院江颖教授、材料学院刘磊研究员以及中科院物理所许智副主任工程师、田学增特聘研究员和王文龙研究员等。　　该工作得到了国家基金委、中科院、科技部、北京自然科学基金委和中科院青促会的资助。　　文章DOI: 10.1038/s41586-023-05864-5　　线上发表链接: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05864-5图1. 原位透射电镜实验设计及单晶立方冰在石墨烯表面经过水蒸气冷凝结晶的微观生长过程。图2. 在石墨烯（a）、六方氮化硼(b)、亲水性无定形碳(c)和厌水性无定形碳(d)衬底上生长的具有不同取向的单晶立方冰。图3.立方冰中存在两种缺陷构型：堆垛面上的面缺陷（类型1）和 堆垛无序畴（类型2）。图4.立方冰中的缺陷结构在电子束辐照下的动态行为。

近日，中国科学院大连化学物理研究所固体核磁共振及催化化学创新特区研究组研究员侯广进团队与美国高场实验室博士甘哲宏等合作，在超高场（1.5GHz）固体核磁共振（NMR）技术应用于固体材料表面结构表征研究中取得新进展。　　氧化铝是重要的催化剂和催化剂载体，其表面的五配位铝被称为“Super-five”。五配位铝在金属活性中心分散，γ-Al2O3烧结相变，以及醇脱水反应中都起到关键作用。γ-Al2O3结晶度低，其表面五配位铝仅占总铝含量的3%左右，因此难以实现表面五配位铝的结构表征。目前，所有关于五配位铝的结构特征均是基于理论计算推测得到。　　本研究中，得益于超高场条件下显著提高的27Al NMR灵敏度和分辨率，科研团队采用高场多核、多维固体核磁共振技术，直接实验观测到五配位铝相关空间结构信息，首次揭示了γ-Al2O3表面的五配位铝以聚集态形式存在，且在水的作用下易于发生结构重构。　　科研人员制备了富含五配位铝的无定形氧化铝纳米片（Al2O3-NS）与γ-Al2O3进行对比研究，借助超高场27Al MAS NMR对Al2O3-NS和γ-Al2O3的铝物种分别进行定量分析。研究通过超高场的27Al-27Al DQ双量子相关实验，以及高场多核、多维固体核磁共振技术发现，γ-Al2O3表面与Al2O3-NS的不同配位铝物种的Al(n)-O-Al(n)链接方式相同，且表面羟基分布及铝与羟基的链接方式也十分相似，进而表明γ-Al2O3表面存在一层富含五配位铝的无定形结构。该研究有助于进一步剖析γ-Al2O3在金属分散、催化剂烧结等应用方面的“构-效”关系。　　相关研究成果以Nature of Five-coordinated Al in γ-Al2O3 Revealed by Ultra-high Field Solid-state NMR为题，发表在ACS Central Science上，并被选为内封面论文。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、辽宁省“兴辽英才计划”、大连市青年科技之星等项目的支持。　　论文链接 大连化物所等利用超高场固体核磁共振技术揭示伽玛型氧化鋁表面五配位铝性质

近日，中国科学院大连化学物理研究所固体核磁共振及催化化学创新特区研究组研究员侯广进团队与美国高场实验室博士甘哲宏等合作，在超高场（1.5GHz）固体核磁共振（NMR）技术应用于固体材料表面结构表征研究中取得新进展。氧化铝是重要的催化剂和催化剂载体，其表面的五配位铝被称为“Super-five”。五配位铝在金属活性中心分散，γ-Al2O3烧结相变，以及醇脱水反应中都起到关键作用。γ-Al2O3结晶度低，其表面五配位铝仅占总铝含量的3%左右，因此难以实现表面五配位铝的结构表征。目前，所有关于五配位铝的结构特征均是基于理论计算推测得到。本研究中，得益于超高场条件下显著提高的27Al NMR灵敏度和分辨率，科研团队采用高场多核、多维固体核磁共振技术，直接实验观测到五配位铝相关空间结构信息，首次揭示了γ-Al2O3表面的五配位铝以聚集态形式存在，且在水的作用下易于发生结构重构。科研人员制备了富含五配位铝的无定形氧化铝纳米片（Al2O3-NS）与γ-Al2O3进行对比研究，借助超高场27Al MAS NMR对Al2O3-NS和γ-Al2O3的铝物种分别进行定量分析。研究通过超高场的27Al-27Al DQ双量子相关实验，以及高场多核、多维固体核磁共振技术发现，γ-Al2O3表面与Al2O3-NS的不同配位铝物种的Al(n)-O-Al(n)链接方式相同，且表面羟基分布及铝与羟基的链接方式也十分相似，进而表明γ-Al2O3表面存在一层富含五配位铝的无定形结构。该研究有助于进一步剖析γ-Al2O3在金属分散、催化剂烧结等应用方面的“构-效”关系。相关研究成果以Nature of Five-coordinated Al in γ-Al2O3 Revealed by Ultra-high Field Solid-state NMR为题，发表在ACS Central Science上，并被选为内封面论文。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、辽宁省“兴辽英才计划”、大连市青年科技之星等项目的支持。

质量检测作为食品、医药、化工等行业的重要环节，关系到产品、企业甚至整个行业的发展，而被检测物的提取分离更是起着至关重要的作用，不论在欧洲标准、美国标准……对于数据及效果起到决定因素的正是萃取柱、色谱柱等材料。　　据了解，人、动物、植物的体液和组织中微量物质的定性定量分析，如药物代谢研究、违禁药鉴别和食品的安全检测，通常要求使用固相萃取柱做样品预处理去掉绝大部分杂质,以确保分析检测的精确性和灵敏度，也最少程度污染昂贵的仪器。　　但是，作为固相萃取柱的主要类型，石墨、聚合物和硅胶基质的“三国演义”，已慢慢呈现出硅胶基质独步天下的局面。尤其是当科奥美萃在全球率先推出以球形B型硅胶作为材料骨架的固相萃取产品之后，彻底改变了原有硅胶基质不规则、无定形等属性所带来的影响。　　球形B型硅胶固相萃取产品键合技术好，因此保证了其对于分析物样品的处理能够达到高回收率，低干扰的效果。采用球形B型硅胶固相萃取产品的InnovationTM 系列，经过多方测试得出以下结果：PSA固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，乙酰甲胺磷回收率85% Aminopropyl固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，乙酰甲胺磷回收率85% C8+SCX固相萃取柱上三聚氰胺回收率(pH3.5上样)95% SCX固相萃取柱上三聚氰胺回收率(pH3.5上样)95% C18固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，三烯类仨环抗抑郁药物回收率(pH10上样)95% 羧酸型WCX固相萃取柱上司来吉兰(Seligiline)回收率(pH1上样，500mg/3cc)95% EDTA型WCX固相萃取柱上百草枯和敌草快回收率(pH7上样，500mg/3cc)95% Phenyl固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，三烯类仨环抗抑郁药物回收率(pH10上样)95% DEAE固相萃取柱上异丁苯丙酸回收率95% SAX固相萃取柱上异丁苯丙酸回收率90% C8+SAX固相萃取柱上异丁苯丙酸回收率90% Cyano固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，三烯类仨环抗抑郁药物回收率(pH10上样)95% Diol固相萃取柱GC-MS清洁度0.001%，Fk506回收率(pH10上样)95%。　　可见球形B型硅胶不论在清洁度还是在回收率上均能够帮助使用者获得最佳效果。　　而且球形B型硅胶的压力降小，通透性好，对血浆等较为粘稠的样品很好操作，没有无定形无机硅胶固相萃取产品经常会发生的粘稠样品阻塞问题。因此球形B型硅胶固相萃取产品可以保证在背景清洁效果的条件下，有效的减少发生粘稠样品阻塞问题，既保证了实验效果，又达到了保护仪器的目的。　　在此基础上，无锡科奥美萃生物科技公司(Chrom-Matrix Inc.)使用高纯度球形B型硅胶和独一无二的键合技术研发出InnovationTM 系列的17种固相萃取柱能够适用于顾客的绝大部分应用，在国内国际竞争中，产品质量和成本上有明显的竞争优势：　　1) Chrom-Matrix Inc.使用B型高纯度球形硅胶 　　2) 键合技术好，因此在SCX、WCX、WAX、SAX、PSA、aminopropyl、C8+SCX、C8+SAX (or WAX) 上Chrom-Matrix Inc.独步天下 　　3) 分析物样本在Chrom-Matrix Inc.的产品上回收率高、干扰少 　　4) 有LC/MS/MS，GC/MS和其他技术提供售后服务。　　科奥美萃所研发的以球形B型硅胶为材质的InnovationTM 系列萃取产品，充分考虑了各类企业、机构、部门等在实际操作中的应用需求，因此对于检测效果能够达到更佳的状态，以保障检测工作的顺利执行，为安全检测的效果提供有效的保证。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "药物粉体是70-80%固体制剂以及部分液体制剂的基础单元，药物粉体加工成型的工艺性及产品质量都极大的受到药物粉体性质的影响和制约，无论在分散、填充、混合等过程中，还是在配方、过程设计与量产中，药物粉体性质都与产品质量、性能和工艺等息息相关，直接决定药物的最终疗效。/span/pp style="text-align:center"span style="text-indent: 2em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/fa10143b-c46a-4a69-9db1-570ed26867f1.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药物粉体的比表面积就是备受关注的颗粒性质之一。药物粉体的比表面积直接影响其颗粒粒径、溶解度和溶出度等性质，在一定条件下，同等重量药物粉体的比表面积越大颗粒粒径则越小，溶解和溶出速度也相应加快，通过对药物粉体比表面积的控制，还可使其达到很好的均匀度和流动性，保证药物含量分布均匀。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Radha R.Vippagunta等人曾进行了三种原料药API无定形含量、比表面积、流动性与辊压成型的相关性研究 [1]。实验均采用相同组分但不同批次的API进行无定形含量、比表面积、流动性和辊压测试，实验结果表明：随着API无定形含量增大，其比表面积增大，而药物粉体的流动性和辊压成型的片剂质量却相应变差；当无定形含量增大到一定比例后，药物粉体的比表面积会随无定形含量的增大而减小；纯无定形API的比表面积最小，且很难辊压成型。Smirnova I等人则是对药物载体二氧化硅气凝胶在提高难溶药物溶出速率方面进行了一系列研究[2]。研究表明二氧化硅气凝胶的比表面积越大则药物担载量越大，药物经过气凝胶的担载后溶出速率显著提高。综上所述，药物粉体的比表面积对控制药物性能非常重要，因此在美国药典USP 846 ，日本药典JP 3.02,欧洲药典Ph. Eur. 2.9.26和2020年版《中国药典》通用技术0991中，都明确规定了药物粉体比表面积的测定方法。!--846--/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong比表面积是什么？/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "通常被广泛使用的概念是表面积或外表面积，指物质暴露在外所有表面的面积之和，单位是平方米（㎡）。而比表面积指的是单位质量物质的表面积，单位是平方米/克（㎡/g），即物质的外表面积除以该物质的质量。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong药物粉体的比表面积测试/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "药物粉体比表面积的分析测试方法有很多种，其中气体物理吸附法是最成熟和通用的方法。其基本原理是测算出某种气体分子在药物粉体表面形成完整单分子吸附层的吸附量，乘以每个分子的覆盖面积即得到药物粉体的总表面积，再除以药物粉体的质量得到比表面积。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在药物粉体的气体物理吸附测试中，药物粉体被称为吸附剂，被药物粉体吸附的气体称为吸附质。原则上只要和药物粉体不发生化学反应的气体均可用作吸附气体，目前使用最为广泛的吸附气体是氮气。气体分子在药物粉体表面形成完整单分子吸附层的吸附量需要通过处理吸附等温线数据求出，在各国药典中都明确指出吸附等温线的测定方法分为动态流动法和静态体积法，其中静态体积法是通用的测定比表面积的方法。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "比如麦克仪器公司的TriStar系列（如图1所示）和Gemini VII系列（如图2所示）两款静态体积法气体物理吸附仪就能够为各类药物粉体提供高精度、高效率和高标准的比表面积测试。由于药物粉体在生产和贮存过程中表面可吸附其它气体或蒸汽，因此在测定前一般需要采用真空或流动脱气法在脱气站（如图3所示）上选择合适的温度和时间对药物粉体进行脱气预处理，以确保比表面积结果的精密度和准确度。另外，TriStar系列和Gemini VII系列气体物理吸附仪还可配置满足21 CFR Part 11要求的confirm版本软件，其验证、安全、审计追踪、报告等功能可有效确保数据的安全性、真实性和完整性。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 150px height: 209px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/e48ec2d9-3006-4c83-bbed-eedf968910f2.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="150" height="209" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图1 TriStar系列气体物理吸附仪示意图/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " /pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 150px height: 195px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/9ee8de22-9467-4d33-b6d6-1992c14eb81b.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="150" height="195" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图2 Gemini VII系列气体物理吸附仪示意图/strong/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 130px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/9b4ee6d2-ae96-4b4e-bf68-c6c50c121f3f.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="200" height="130" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图3 脱气站示意图：左为流动法脱气站，右为真空法脱气站/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong麦克仪器应用的三个典型场景/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1. 原料药API的比表面积测定/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "原料药是用于药品制造中的一种物质或物质的混合物，在疾病的诊断、治疗、症状缓解、处理或疾病的预防中有药理活性或其他直接作用，或者能影响机体的功能或结构。为了表征某种原料药的比表面积，使用麦克仪器公司的Tristar系列气体物理吸附仪对其进行了77K（液氮温度）下的氮气吸附等温线测试。该原料药在相对压力/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "0.994时的平衡吸附量仅8.7205 cm3/g STP；使用B.E.T方程处理该吸附等温线，通过计算可得到该原料药的比表面积为4.9453 m2/g，线性相关系数为0.9999（如图4所示）。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " /pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a8ef2cb-654a-4898-a125-334e829e2944.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图4：某原料药的B.E.T比表面积计算结果/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2. 药物辅料硬脂酸镁的比表面积测定/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "硬脂酸镁是新型药用辅料，可作固体制剂的成膜包衣材料、胶体液体制剂的增稠剂、混悬剂等。使用麦克仪器公司的Tristar系列气体物理吸附仪对其进行77K（液氮温度）下的氮气吸附等温线测试，在相对压力0.05-0.3区间内线性测试了11个点，选择其中3个点，使用B.E.T方程计算出该硬脂酸镁的比表面积为1.1251m2/g，线性相关系数为0.9999（如图5所示）。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/9f89dc93-f2fd-4c88-a1d4-32be951dea53.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图5：硬脂酸镁的B.E.T比表面积计算结果/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong3. 药物制剂缬沙坦的比表面积测定/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "缬沙坦是一款血管紧张素II受体拮抗剂抗高血压类药物，同样使用麦克仪器公司的Tristar系列气体物理吸附仪对其进行77K（液氮温度）下的氮气吸附等温线测试，在相对压力0.05-0.3区间内线性测试了11个点，选择其中3个点，使用B.E.T方程计算出该缬沙坦的比表面积为4.6611m2/g，线性相关系数为0.9999（如图6所示）。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/47bfccc1-b060-4400-8965-9ecd4d80d866.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图6：缬沙坦的B.E.T比表面积计算结果/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "总之，药物粉体的比表面积是需要关注的重要参数之一，直接影响药物粉体的均匀性、流动性、溶解度和溶出度等性能，进而影响药物在体内的崩解、溶解和吸收。研究和掌握药物粉体的比表面积对制备出高性能的药物具有十分重要的意义。根据药典中的明确规定，可以通过气体物理吸附的静态体积法测试出药物粉体在液氮温度下的氮气吸附等温线，再结合B.E.T方程即可精确计算出其比表面积，便于对药物粉体/颗粒的性能进行初步预测，提高整体效率，优化产品质量。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "参考文献：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "【1】 Radha R. Vippagunta, Changkang Pan, et. al., Application of surface area measurement for identifying the source of batch-to-batch variation in processability, Pharmaceutical Development and Technology, 2009 14(5): 492–498/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "【2】 Smirnova I , Suttiruengwong S , Seiler M , et al. Dissolution Rate Enhancement by Adsorption of Poorly Soluble Drugs on Hydrophilic Silica Aerogels[J]. Pharmaceutical Development and Technology, 2005, 9(4):443-452./pp style="text-align: right text-indent: 0em "strong作者：/strong/pp style="text-align: right text-indent: 0em "strong谢雨/strong/pp style="text-align: right text-indent: 0em "strong麦克仪器高级应用工程师/strongbr//p

2014年北京彼奥德电子受邀参加CIBF 2014中国电池展，中国国际电池技术交流会/展览会（CIBF）是由中国化学与物理电源行业协会主办的电池行业国际例会，每两年在中国举办一届，是国际电池行业规模最大的展览会。CIBF是中国电池行业第一个通过商标注册保护的国际会展。 彼奥德会携带MFA-140多功能比表面积孔径分析仪和国内全恒温装置真密度仪参加展会，MFA-140对电池材料：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料、石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金等都有较好的测试数据。

日前，中国科学技术大学俞书宏院士团队与合肥工业大学陆杨教授团队、康斯坦茨大学研究团队合作，研制出了一种新型超高弛豫率磁共振对比剂。相关研究成果日前发表于《自然-通讯》。“相比目前临床在用的对比剂，新型对比剂在更低的剂量下，对细微小血管和组织的细节成像上更为清晰，有利于临床诊断。” 论文共同第一作者、合肥微尺度物质科学国家研究中心特聘副研究员（现为中国科学院杭州基础医学与肿瘤研究所特聘研究员）董良向《中国科学报》介绍。论文共同第一作者、中国科大附属第一医院影像科主任医师徐运军（左），论文共同第一作者、合肥微尺度物质科学国家研究中心特聘副研究员董良（右） 受访者供图奇思妙想：仿生矿化带来新思路“对比剂也称之为‘造影剂’，主要用于临床CT、磁共振成像和超声等增强检查中，使血管或者有血管供血的部位‘显影’，以便临床更容易发现病灶。”论文共同第一作者、中国科大附属第一医院影像科主任医师徐运军介绍，“一般来说，弛豫率越高，磁共振成像对比剂的对比增强效果越显著。” 目前临床在用的对比剂均为Gd（化学元素钆）基的小分子药物，但弛豫性能有限，同时还存在钆离子泄漏隐患；近年来，研究人员发展合成的钆基纳米晶展示出良好的应用前景，但其结晶性往往限制了钆离子与水配位的能力，材料的弛豫率也受限于此。同时，材料的制备往往需要高温高压，合成工艺条件苛刻，难以放大制备，工业生产转化受限。既然钆离子与水配位的能力会影响钆基对比剂的弛豫性能。如果直接提升钆基纳米材料本身的含水量，是否就可以增强钆离子与水分子的互动性，增加钆离子的利用率，进而提升弛豫性能。董良他们进行了大胆猜测。 “但这个新方案并不好实现”。董良解释说，纳米材料的制备过程往往会经历高温、离心等步骤，存在脱水、结晶等现象，最终产物不可能保有太多含水量。在自然界中，无定形碳酸钙广泛存在，并具有高含水的特性。团队受此启发，借助仿生矿化策略，在常温常压下制备出稳定的高含水材料——钆掺杂无定形碳酸钙。“没想到我们的突发奇想真变成了现实。” 董良坦承刚开始他们也很疑惑，这么简单的合成方法能实现对材料的高要求？但经过实验后，结果是肯定的，直接提升钆基纳米材料的含水量，可以为其弛豫性能带来增益。董良建议，化学材料科学的发展，需要建立在不断尝试的基础之上。8年坚守：只为更好满足临床需求事实上，这项研究从课题开始设计到最终发表论文持续了8年时间。董良说，“因为我们的初衷和目标是希望研究成果能从实验室最终走向临床。” 当他们真正一步一步做下来，发现要解决的问题从四面八方涌来。其中一个难点是要依据临床需求评估材料的多种安全性、体内稳定性、药物代谢以及可能存在的毒副作用等。“在相当长时间里，我们对制备工艺、材料表征、性能影响因素、含水量与弛豫率之间的确切关系，以及种类繁多的细胞实验和动物实验评估都做了反复的测试和验证。” 董良说，每一个数据都会经过数次或数十次测定予以确认，而这些都需要花费很长时间。“测试做到夜里是常有的事，有时候大家会边测试边根据结果进行讨论，甚至到了天亮才发现，但是大家都没有怨言。”徐运军回忆。他们没有着急用部分数据或不完整的科学论证去换取论文的发表，而是共同沉下心来将问题解决明白，将机理梳理清楚。董良说，“能碰到志同道合、愿意一起扎实做研究的伙伴是科研工作中的幸事。”改进升级：阶段成功还需解决更多问题最终研究证明，这种新型纳米对比剂的弛豫率约是目前临床使用对比剂（钆喷酸葡胺注射液）的12倍。与此同时，研究人员运用临床仪器设备，在大鼠、新西兰兔等多种实验动物上进行了成像对比。结果显示，新型纳米对比剂在更低的剂量下展现出更清晰、更优异的对比增强效果。“新型对比剂的设计和成像呈现俱佳，数据令人信服，对比剂在体外和体内的磁共振成像能力得到了充分的证明。这项工作为设计具有临床转化潜力的磁共振对比剂提供了新的见解。”一位论文审稿专家如是说。那么，这款新型纳米对比剂何时真正走向临床造福患者？董良认为，材料生产是第一道关。“我们在构建材料体系时，就设想过，如果这种对比剂可以达到转化水平，那么它的生产就不能成为其转化的瓶颈。”因此，在设计制备路线时，他们就把放大生产工艺、宏量合成稳定性、制备成本等作为了重要考量指标，并逐一解决了这些问题。董良介绍，目前在常温常压条件下，几分钟就可以生产出几升材料，为其临床应用转化提供了保障。“但真正用于临床还需要很长一段时间专业的预临床评估。” 徐运军说，比如，在已完成的初步评估中发现，材料在代谢过程中还是会碰到像绝大多数纳米材料普遍出现的肝富集问题。而这个难点也将是新型纳米对比剂最终能否真正造福患者的重要因素。董良说，“接下来，团队将进一步优化材料性能，在已有基础上进行改进升级，争取让第二代、第三代产品进入临床试验阶段。”

DSC差示扫描量热仪测量的是与材料内部热转变相关的温度、热流的关系，应用范围非常广，特别是材料的研发、性能检测与质量控制。材料的特性，如玻璃化转变温度、冷结晶、相转变、熔融、结晶、产品稳定性、固化/交联、氧化诱导期等，都是差示扫描量热仪的研究领域。　　药品在研发生产过程中，必须监控其物化性质，如纯度、晶型、稳定性和安全性，以确保药物具有预期的药性，热分析是必不可少的一环。　　热分析具有用量少、方法灵敏、快速的特点，在较短的时间内可获得需要复杂技术或长期研究才能得到的各种信息。自从上世纪六十年代商业DSC产品出现以来，因DSC测定药物纯度快速、准确易于操作，这项技术已被广泛接受。DSC池体的响应时间和温度测量对于纯度的准确分析至关重要。功率补偿型DSC因其炉体小（1g），响应时间极快，而且其使用铂电阻测温精度高、准确好，因而非常适合纯度的准确测量。　　目前在医药领域DSC差示扫描量热仪通过测量药物热焓和温度随程序温控的变化，可以进行药物纯度，药物的多晶及亚稳态、无定形态的研究，优化冷冻干燥，进行脂质检测、蛋白质变性。所以DSC差示扫描量热仪在新药研制、中间体检测、zui佳配方的选择、药物稳定性的预测、药物质量优劣的评价等方面，起着举足转重的作用。　　在食品生产体系中，食品在加工过程中经常需要经受加热或冷却，而从差示扫描量热仪得到的量热信息何以直接用于了解视频在加工或贮存过程中可能经历的热转变。比如我们可以研究油和油脂的起始温度、熔化焓、结晶、老化等，也可以观察淀粉的凝沉、糊化或食品中其他物质的玻璃化等，从而为开发新食品提供参考。那么DSC差示扫描量热仪有哪些特点呢？1、全新的炉体结构，更好的解析度和分辩率以及更好的基线稳定性。2、数字气体质量流量计自动切换两路气体流量，数据直接记录在数据库中。3、仪器可采用七寸大屏幕液晶显示，图谱、曲线一目了然。4、双温度探头，确保高精度和重复性

产品图片：FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪产品简介：FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪是港东公司推出的最新款红外光谱仪，具有分辨率高、稳定性好、防潮效果佳、可扩展性强等特点，主要应用于石油化工、有机化学、高分子化学、药品、食品分析等传统领域，还应用于半导体、光学等新技术领域。产品特点：（1）分辨率高最高分辨率可达到0.5cm-1,极大的满足了用户不同情况下的样品测试需要。研究内容FTIR技术及附件分辨率要求快速反应动力学快速扫描4～16cm-1化学结构测定：液体、常规气体、固体（晶体、薄膜等）、无定形体、粉末、高聚物常规固体压片和石蜡糊法、液体、常规气体池和长程气体池、镜面反射、漫反射、ATR2～8cm-1微量样品分析微量固体压片技术、单反射ATR、微量液体池2～8cm-1定量分析峰高法、峰面积法2～8cm-1常压气体分析气体池0.5～1.0cm-1 （2）稳定性好采用动镜动态准直技术，每秒高达130000次的连续动态调整，保证样品检测的超高稳定性，并可保持更好的光谱峰形。采用平面反射镜，没有立体角镜补偿系统干涉仪的&ldquo 光谱失真&rdquo 现象 。抗震能力优，免维护，无需经常调整能量。（3）防潮效果佳除样品仓以外，采用全密封设计，有效隔绝湿气，使干涉仪系统得到很好的保护，同时检测器也得到了有效的保护。超大容量的干燥剂盒，除湿能力比普通傅里叶红外高出八倍，有效的减少了更换干燥剂的频率，极大的提高了用户样品测试的效率。 （4）可扩展性强超大样品室设计，方便用户扩展其它红外附件，如镜面反射附件、漫反射附件、ATR附件、气体池、液体池、偏振附件等。更多红外光谱仪产品信息请登录http://www.tjgd.com 联系我们：天津港东科技发展股份有限公司地址：天津市华苑产业园区鑫茂科技园G座EF单元二层邮编：300384电话: 022-23859771/23858877传真: 022-83711608/83712698

Sugar糖，天然存在于许多食品杂货中，但在食品加工过程中也会经常有添加。它们主要用作甜味剂，但也会影响许多其他特性，例如风味、颜色和口感。与游离糖相关的健康问题促使世界卫生组织（WHO）建议减少糖的摄入量，并且许多消费者会寻找含糖量降低的产品。如何来鉴定糖的种类和含量呢？所有的糖都是高度溶于水的，通常以溶解状态出现。另一方面，许多食品中也含有固体糖，大多数糖都有结晶和无定形多晶型。虽然 X 射线衍射（XRD）在研究溶解糖方面的用途有限，但他很容易检测到任何结晶糖。由于每种类型的糖都有不同的晶体结构，因此使用 XRD 可以很容易地将糖彼此区分开来。用安东帕自动多功能粉末 XRD 衍射仪 XRDynamic 500 记录了纯糖和一些甜的食品的 XRD 谱图。然后根据测试的衍射图确定食品中的结晶糖。实验细节四种纯糖、三种不同类型的家用糖和六种随机选择的甜食被磨碎作为本研究的样品。使用全自动多功能粉末X射线衍射仪 XRDynamic 500 B-B 几何中进行 XRD 测试。XRDynamic 500 配有 Cu Primux 3000 密封管 X 射线源、Ni/C 发散光单色器和带旋转的 12 位样品台(XY 样品台)。扫描范围为 2θ 从 5° 到 60°，步长为 0.01°。光束尺寸分别由 0.2° 和 8 mm 开口的自动化发散狭缝和光束掩模确定。入射光路和衍射光路两端都用了 0.05 rad 的自动化索拉狭缝。XRDynamic 500结果图 1: 用不同 X 射线光学元件测试蔗糖图 1 显示了对同一蔗糖样品进行的两次测试。与使用 Ni Kβ 滤光片的测试相比，使用 Ni/C 发散束多层膜单色器的测试结果在低散射角 2θ 处明显背景降低。在 2θ = 10.51° 和 2θ = 13.95° 处有两个小峰（图 1 的红色箭头)，只有在使用单色器进行测试时才能看到，而在使用 Ni 滤光片进行扫描时，它们隐藏在背景中。此外，使用相同的扫描参数，单色器可以获得更高的峰强。由于这些原因，为了获得最佳的数据质量，以下所有的测试仅使用单色器进行。图 2：四种不同纯糖的 XRD 测试图 2 比较了纯蔗糖、乳糖、葡萄糖和果糖样品的测试衍射图谱。四种糖的不同晶体结构导致完全不同的衍射图谱。与许多有机样品一样，第一个布拉格峰出现在小散射角处 — 对于蔗糖、乳糖和葡萄糖，甚至 2θ 值 10°。这强调了在小 2θ 处低背景的需要。对于较大的 2θ 角（尤其 2θ 45°），由于样品的复杂晶体结构，即使对于这些纯的单相样品，也会出现很强的峰重叠。因此，在使用 XRD 研究含糖样品时，最感兴趣的是低 2θ 范围。为了比较三种家用糖，放大到相关 2θ 范围的衍射图谱如图 3 所示。图 3：不同家用糖的衍射谱图首先看到的是，所有的三种衍射谱图都展示了纯蔗糖的衍射谱图。对于细砂糖，仔细观察也不会发现有其他的相。是因为细砂糖是高浓缩的蔗糖，纯度约为99.9%。生蔗糖通常含有97-99% 的蔗糖。然而，在衍射谱图中看不到额外的峰，因为其余的是水分和许多不同组分（还原糖、淀粉等）的混合物，这些组分并非都是结晶的。此外，甘蔗糖蜜，尽管蔗糖含量很高，但会产生生蔗糖的棕色，也与蔗糖有很强的峰重叠。另一方面，在蜜饯糖的衍射谱图中可以发现一些小的额外的峰，特别是在强度以对数标度绘制时（图 4）。这归因于果胶，它通常占蜜饯糖的1-2%，而蔗糖占 96-98%。图 4：衍射图两个放大部分显示的是蜜饯糖中果胶的额外峰（红色箭头）这突出了 XRD 识别材料中痕量相的潜力，由于在此处提供的测试数据中观察到的测试背景较低，这使其变得更容易。图 5 对比了蔗糖和葡萄糖与一些含糖食品的衍射谱图。冰淇淋粉和速溶茶的衍射谱图显示蔗糖是它们的主要成分。在这两种产品种，也观察到大量的葡萄糖。对于松饼，所有观察到的布拉格峰都可以归因于蔗糖。然而，绝对蔗糖峰强度远低于纯蔗糖，表明除结晶蔗糖外，还存在其他主要相。由于主要成分为非晶态结构，它们不会产生布拉格峰，但在衍射谱图中可以看到非常宽的峰。香蕉脆片和糖果也是如此。与配料表的比较表明，驼峰主要是由香蕉脆皮的无定形或低晶度淀粉和油引起的，而糖果的驼峰主要是由葡萄糖糖浆引起，此外，对于香蕉脆片和糖果，衍射谱图中的所有布拉格峰都可以归因于蔗糖，表明蔗糖是主要的晶体成分。不同食品样品的蔗糖峰之间的小峰位移可能是由糖的水分含量不同引起的。图 5：含糖食品与蔗糖和葡萄糖的衍射谱图比较。垂直线表示蔗糖（红色）和葡萄糖（黑色）在 2θ = 23° 以下的主要布拉格峰位结论结果表明，利用粉末 XRD 可以很容易地识别和分析结晶糖。Anton Paar 公司生产的多功能粉末 X 射线衍射仪 XRDynamic 500 与 Ni/C 发散光的多层膜单色器一起使用时，由于散射角很小，背景很低，有助于检测少量相（如蜜饯糖中含量1-2%果胶）。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

自2006年USP 1112（关于水活性在制药中的应用的信息章节）发布以来，制药行业对水活度测试的需求一直在稳步增长。尽管1112为水活度的使用提供了指导，但它不是正式的方法。现在USP推出 922 Water Activity作为正式的方法，有望将促进其作为药品质量管理体系的一部分来实施。本次网络研讨会将回顾最近发布的USP 922水活性方法，以及如何促进水活度检测方法在药物安全和质量控制的应用。会议主题将包括水活度的理论和测量，重点是水活度在药物中的应用，包括微生物生长控制、API稳定性、水分迁移控制、溶解质量、水的冻结过程和包装。网络研讨会议程 简介：药品中水分活度的理论和测量方法 USP 922 概述 结晶形辅料和无定形辅料的临界水活性 水分活度与微生物生长，活性成分降解的关系 如何跟踪水分迁移与水分活度 受邀嘉宾介绍 Carter博士专门从事水活性，水分吸收，水分测定，和货架期的研究。在华盛顿州立大学(Washington State University)获得食品工程和作物科学博士和硕士学位，在韦伯州立大学(Weber State University)获得植物学学士学位。他拥有24年的研发经验。曾在超过23个国家担任培训研讨会的讲师，并为世界各地的公司提供现场培训。他撰写了20多篇关于水分活度、水分吸附等温线和完整水分分析的白皮书，参加了数百次的推广演讲，并在许多科学会议上发表演讲。此外，他还开发了货架期简化案例和水温积蕴值货架期模型，是将水活度应用于货架期预测的领先专家。 线上直播时间：2月22日 13:00-14:00（请扫码填写参会信息）谁应该参加? 制药研究科学家 制药配方科学家 药物质量控制经理 药物质量控制技术人员 制药风险评估团队 制药研发经理 制药生产经理

导读点石成金的神话故事源远流长，人们向往一种神奇力量可以把自然界极为普通和丰富的石头变成昂贵而稀有的金子以期改变贫穷的困境。但只要学过一点化学知识的人都知道，石头主要是由二氧化硅组成，而硅元素是不可能变成金元素，因此点石成金也只能存在于虚构的故事中。但现代的科学家把石头组份变成比金子还贵的高科技产品已经成为现实。色谱芯就是科学家把普通石头变成比金子还贵的材料，堪称现代版点石成金的故事。比金子还贵的色谱芯说起色谱很多人可能会陌生，色谱技术又称层析技术是现代最重要，也是最有效的分离技术之一，它是利用混合样品各组份在固定相（色谱填料）和流动相中的分配系数不同，当流动相推动样品中的各组份在色谱填料填充的柱中迁移时，由于各组份在两相中进行连续反复多次分配，从而形成差速移动，达到分离的目的。这种解释对很多非专业人士来说很难理解。因此希望通过下面一个简单案例让非专业人士更容易明白色谱分离技术。首先分离是从无序到有序的过程，热力学第二定律说明从无序到有序的分离过程是一个熵减过程，因此不是一个自发的过程。举个例子，您把染料扔到水里，过一段时间染料就会自发地均匀地分布在水里，这是一个熵增的过程，也是自发的过程，可是如果反过来，把染料从水里分离开就不可能自动发生了，而需要有外界力量或方法才可能使染料从水中分离，传统的分离方法就是把所有的水蒸干（蒸馏），染料才可能从水里分开。可如果有多种不同颜色染料都溶解在水里，这时简单把水蒸干只能获得混合的染料，而无法把不同颜色的染料分开。如果要把不同组份的染料分开就得求助于色谱分离技术，把溶解在水里的混合染料从色谱柱的一端加入，由于不同染料组份与色谱填料的相互作用力不同，因此通过色谱柱迁移速度就不一样，这样不同组份的染料从色谱柱另外一端会按先后顺序分开来，从而达到分离混合染料的目的，这就是色谱分离技术。色谱分离三种染料组分的示意图色谱技术是目前分离复杂组份最有效的手段，与传统蒸馏和重结晶分离技术相比，色谱分离法条件温和，适用范围广，可以对复杂组份进行分离，因此被广泛地应用于工业分离纯化，无论是生物制药，天然产物提取，还是化学化工都离不开色谱分离纯化技术。尤其是在生物制药领域，由于生物分子具有结构复杂，对温度和环境敏感，而且浓度低，组份复杂，传统的蒸馏和重结晶方法不能用于生物分离，因此色谱技术几乎是生物制药分离纯化的唯一手段。高纯度、高活性的生物制品基本都依赖色谱分离技术，如果没有色谱分离技术，高纯度的生物药也就生产不出来。另外色谱技术也是实验室分析检测领域发展最快，应用最广的技术之一。液相色谱（HPLC）作为一种高效，快速的分析检测的技术已被广泛地用于药物质量检测，纯度分析，环境监测，食品安全检测，及化学化工产品的质量监控等领域。色谱分离和分析性能很大程度上取决于色谱填料，现代的色谱填料基本都是由微米级多孔微球组成，就像芯片是电子产品的心脏一样，色谱填料当之无愧是整个色谱分离技术的“心脏”，因此被誉为色谱芯。色谱技术的进步往往依赖于新的色谱材料的发展。由二氧化硅材料组成的色谱材料（也称为硅胶）是分析检测最广泛使用的色谱填料，也是多肽，胰岛素，手性药物等分离纯化最常用的色谱填料。二氧化硅是大自然中石头的主要组份，也是地球上最为丰富的材料。二氧化硅组成的色谱芯是目前最重要的色谱填料之一。而用于色谱分离和分析的色谱芯性能要求高，需要控制二氧化硅填料粒径大小、均匀性、形貌、孔径结构、比表面积及功能基团，任何一个环节没有控制好，都会影响其色谱分离性能，另外色谱填料的生产还要保证批次的稳定性和重复性，即使生产出性能再好的产品，如果无法保证批次稳定性，也就无法使用，从而影响最终产品的商业化。因此色谱填料的制备技术壁垒高、难度大、在以前全球只有少数几家公司如瑞典的Kromasil，日本Daiso和Fuji具备大规模生产二氧化硅色谱填料基球的能力，中国用于分离和分析的高性能球形二氧化硅色谱填料基球基本依赖进口，而且价格昂贵。虽然二氧化硅是自然界最丰富的材料，但其组成的进口色谱填料卖的比金子还贵。更有甚者，很多高性能二氧化硅色谱填料是花钱都买不到的。国内一位知名色谱专家曾经给我讲了一个故事：为了让科技部给色谱填料研究立项，因此给科技部领导说了句言简意赅又非常有说服力的话：“我们国家是想用金子去换石头，还是用石头去换金子”来说明研究色谱填料的重要性。这个故事是否真实发生过我无从考证，但我知道这位色谱专家用非常形象的语言说明了色谱填料的重要意义。最近日韩贸易摩擦，日本采取的手段就是限制半导体关键材料到韩国，以影响韩国的电子产业的发展。因此关键材料、核心部件及技术是国家核心竞争力所在，很多时候不是有钱就能买到的。很显然如果中国企业没有自主可控的产品供应能力，色谱芯就是属于卡脖子的产品之一。如果色谱芯断供，不仅影响中国生物医药生产，还会影响食品和环境的检测、石油化工的质量检测、甚至化学和生命科学研究。这也是为什么中国有一代代色谱专家把研究色谱填料的技术及产业化作为终身为之奋斗的目标。值得欣慰的是在中国色谱基础研究取得突飞猛进的进步的基础上，已经有中国企业脱颖而出，不仅在产业化领域实现进口替代，更能引领产品创新。中国发表的文章数量已于2011年超越美国成为全球 No1数据出处：Xiaoying Geng, Fuling Li and Qi Wang. The Cream of Chromatograph[J]. The analytical Scientist, 2015, 26:33-37 第三代单分散硅胶色谱填料改变世界色谱填料发展轨迹过去我们只要走进任何科研院所的实验室或药企，您不难发现中国用于实验室分析检测，药品质量控制及科学研究用的色谱柱90%以上都是依赖国外进口，剩下10%国产化的色谱柱，里面装填的色谱填料又几乎100%都依赖进口。而这种局面正在发生改变。另外如果回顾过去硅胶色谱填料的发展历程，我们可以看到几乎所有色谱产业化技术如球形硅胶色谱填料、手性硅胶色谱填料、杂化硅胶色谱填料、核壳结构色谱填料、HILIC,、SEC等众多新型色谱技术都发明于国外，与中国14亿人无关。而且除了国外淘汰下来的第一代无定型硅胶在中国生产外，几乎所有其它高性能球形色谱填料都只能在欧美日发达国家生产。这对于一个拥有最多人口的国家，培养了最多的理工科学生，也拥有最多专职研究人员的国家，色谱文章数量位居全球首位的中国来说是比较尴尬的。色谱填料关系到生物制药的质量和成本，也关系到民生的医药安全供应问题，但生物制药分离纯化用关键色谱填料或层析介质却基本依赖进口，这些材料不仅价格昂贵，供货周期长，严重限制中国生物制药行业的发展。中国能否改变这种格局，关键在于我们是否能真正创造出自己的“色谱芯”？ 众多中国色谱科学家、企业家及公司为了改变这一落后局面并创造出中国自己的色谱芯而一直在努力，纳微科技就是其中最为突出的代表。国内外色谱芯的发展状况二氧化硅色谱填料因其优异的色谱性能成为目前应用最为广泛的液相色谱填料之一，尤其是针对有机小分子的分离和分析，硅胶基质的色谱填料占据绝大多数的市场份额。最早用于分离纯化的第一代硅胶色谱填料是上世纪70年代开发的无定型硅胶。无定形硅胶色谱填料制备技术简单，主要是通过碾磨块状硅胶，然后通过筛分制备而成。这种无定形硅胶色谱填料形态不规则，粒径分布宽，装成的柱子柱效低，分离效率差，稳定性和重复性差，既满足不了高端色谱分离纯化的需求，更不能用于实验室色谱分离检测的需求。另外无定型硅胶由于使用寿命短，更换频率高（往往使用1-2次后就要更换），污染排放大，价格低廉，技术门槛低，国外很早就淘汰生产无定型硅胶色谱填料，目前绝大多数无定形硅胶基本都在中国生产。第二代硅胶色谱填料是上世纪80年代开发出来的多孔球形填料，由于球形硅胶形貌的规整性，尤其是小粒径 (10微米) 硅胶色谱填料的出现极大地改善其分离性能, 大幅度提升生物医药分离纯化水平。亚微米球形硅胶的发展使得超高效液相色谱分析速度，分离度及灵敏度达到前所未有的水平。第二代球形硅胶色谱填料中国基本依赖进口，其价格是第一代无定形硅胶几千倍甚至几万倍。传统溶胶-凝胶法和喷雾干燥法制备硅胶色谱填料原理目前生产球形多孔硅胶微球主要用溶胶一凝胶法或喷雾干燥法制得。这两种方法可以大规模制备不同尺寸的球形硅胶，但这两种方法制备的球形硅胶粒径分布较宽不能直接用作色谱填料，而需要经过复杂的筛分和分级处理，去除过大或过小的硅胶微球以获得粒径分布较窄的硅胶填料，因此生产周期长、产率低、且会产生大量的不合格硅胶产品。而且填料的颗粒越细，筛分工艺难度越大。色谱填料粒径大小和粒径分布会直接影响其分离性能，因此国内外色谱界科学家一直致力于研发粒径精准可控，粒径高度均匀第三代球形硅胶色谱填料的制备技术。由于二氧化硅的特性，制备微米尺寸的单分散球形多孔二氧化硅微球一直是世界难题。这方面的文章和专利也很少报道，更不用说有产业化技术和产品。令国内外色谱界震惊的是，粒径高度均匀，孔径可控的微米级单分散球形二氧化硅色谱填料技术竟然被中国公司-苏州纳微科技突破，相反于以往色谱技术的发展历程，新的色谱技术极其产业化往往都是由发达国家完成。纳微科技不仅突破了单分散硅胶色谱填料精准控制的世界性难题，而且成功把该技术产业化，成为世界上第一家大规模生产单分散硅胶色谱填料的公司，改变了世界色谱填料发展的轨迹，推动了全球硅胶色谱填料制备技术的进步。纳微科技每次去美国参展，欧美客户经常问我们是不是日本公司，他们不相信一个连第二代硅胶色谱填料都要依靠进口的中国，会突然生产出色谱界梦寐以求的第三代单分散硅胶色谱填料。国外客户怀疑一般会持续到他们拿到纳微真实的产品并做过测试，甚至要亲自访问过纳微工厂，才会真正由怀疑变成震惊，也因此尊重我们，最终成为纳微的客户。因此真正的创新是可以赢得客户甚至竞争对手的尊重，因为创新不仅只是为一个公司，甚至一个国家做贡献，它会推动了整个行业的进步，为全人类做出贡献。让国外同行更想不到的是纳微科技从事硅胶色谱填料研究工作的核心技术人员没有一个是色谱专业出身，也没有在国外知名专业色谱公司做过硅胶色谱填料的研究工作。纳微做硅胶色谱填料完全从零开始，而且属于跨领域研究。可能正是因为这种跨界创新，不受该领域固有知识的束缚，才让纳微有机会革新现有硅胶色谱填料的制备方法，并做到颠覆性的技术突破。当然跨界创新只是纳微成功的因素之一，更重要是我们攻克技术的决心及开发产品的耐心。因为一项颠覆性技术突破本身就不容易，而要把颠覆性技术转化成有竞争力的高性能产品更是难上加难。纳微的技术团队整整花了十多年时间才完成单分散硅胶色谱填料的研发和产业化过程。在当今中国这种浮躁的大环境下，一个团队用十年时间集中精力做世界上没人做成功过的项目，如果没有足够的耐心和恒心根本不可能完成，即使在美国的公司一个团队要坚持十年做一个项目也很难做到。色谱芯是底层技术，产业化道路非常长，有一系列技术壁垒需要突破。粒径分布控制问题，只是众多难关的第一个突破口，随后还要解决孔道结构的控制技术，硅胶机械强度的控制技术，金属含量的控制技术，表面键合技术，封端技术，装柱技术，应用技术，生产工艺放大技术等等一系列问题，其中任何一个环节的技术细节没做到位都不可能开发出有市场竞争力的硅胶产品。而基于别人材料基础上开发应用技术相对容易的多，往往只要解决一个应用问题就马上就可以导入市场，这也是为什么绝大多数从事色谱技术的公司都愿意去做应用技术而不愿意做色谱填料基球的原因。其实即使在全世界范围内，可以大规模生产第二代硅胶色谱填料基球的也只有瑞典Kromasil、日本Daiso、Fuji等少数几家公司。因此纳微科技开发硅胶色谱填料的困难程度大家是可以想象的，有兴趣的读者可以看我的另外一篇文章（从中国色谱芯的崛起看中国芯片的希望）。中国色谱芯引领世界色谱创新无论从理论计算还是从实验结果都证明，色谱填料粒径大小和均匀性是影响其分离性能的最重要参数之一，在其它条件相同的情况下，粒径分布越窄、色谱柱内流动相分布越均匀、柱效越高、分离效果越好、反压也越低、重复性也越好。且粒径越小的色谱填料对粒径的均匀性要求也越高。粒径分布均匀性可以由CV值（填料粒径分布变异系数）表示，CV值越小代表粒径越均匀。国际著名品牌的硅胶色谱填料CV值普遍大于10%，而纳微生产的第三代UniSil硅胶填料粒径的CV值小于3%。如果非专业人士对CV概念不是很理解的话，也可以直观地从电子扫描电镜上对比第二代和第三代硅胶色谱填料的差距。欧美日公司历来以产品质量和性能卓越称著。但如果下图没有标明那个产品是进口的，那个是国产的，相信几乎100%的人都会猜错。因为以往中国确实很少有技术和产品可以明显领先欧美日。粒径分布与流速特征关系图从纳微UniSil10硅胶色谱填料与国际三大知名品牌同类产品扫描电镜对比图和粒径分布对比图可以看出纳微科技新一代单分散硅胶色谱填料在粒径精确度、粒径分布及球型规整度方面都远远超越国际知名品牌产品。尤其是纳微生产的超大孔硅胶色谱填料比日本产品具有更大优势。纳微UniSil硅胶填料与国际三大著名硅胶色谱填料品牌SEM对比图纳微UniSil硅胶填料与国际三大著名硅胶色谱填料品牌粒径分布对比图纳微科技颠覆性技术不仅可以大规模生产不同粒径单分散色谱填料（常规粒径：1.7、3、 5、8、 10、 12、15、 20、 30、40、 50微米）；还可以调控孔径大小（常规孔径：60 ?、 100 ?、 120 ?、 200 ?、 300 ?、500 ?， 1500 ?），以满足UPLC，HPLC制备色谱各种需求。精确的粒径大小，极窄的粒径和孔径分布使得纳微硅胶填料具有卓越的机械强度和分离性能。纳微硅胶经过反复装柱后可以保持完美无损，而日本硅胶经过反复装柱后产生大量的破碎。纳微不同孔径二氧化硅色谱填料纳微科技硅胶色谱填料与日本某品牌硅胶色谱填料在反复装柱20次的前后对比SEM图从第三代单分散硅胶色谱填料的精准制造技术的突破及成功产业化，到超大孔硅胶基球的突破及表面键合技术的完善，最后生产出一系列高性能，高附加值的硅胶色谱填料产品包括用于胰岛素精纯的反相硅胶色谱填料，用于异构体药物分离的手性色谱填料，及用于蛋白分析检测的SEC色谱填料。苏州纳微科技股份凭一己之力分别打破了Kromasil, Daicel 及Tosoh 对这些色谱填料的长期垄断，创造了这一个个看似不可能的奇迹。国内外色谱公司及很多人都很好奇纳微是如何做到的。其实纳微并没有点石成金的神奇力量，有的只是比别人多一些耐心，多一些坚持。纳微一旦设立一个目标就会让一个技术团队长期坚持研发下去，三年不行五年，五年不成八年，八年不成十年，直到成功，纳微很多项目都是坚持了十年八年才做成功的，也有的项目坚持研发10年多还没出产品，即使这样也从来没有放弃过。就是这样一个简单的法宝让纳微完成一个个奇迹。目前纳微高性能的硅胶产品已成功销售给欧美、日本、韩国等生物制药公司及色谱领域国际知名品牌公司。纳微曾经以比金子还贵的价格买过进口硅胶基球，现在却可以按比金子还贵的价格把由石头组成的色谱填料产品卖给国外客户，真正实现了以石头换金子的奇迹。如果想进一步了解纳微可以联系我们，也欢迎有志之士加盟纳微继续创造世界奇迹。

热分析仪器用于表征材料随温度变化而产生的物理、化学性质的变化。常见的热分析仪器包括差示扫描量热仪DSC、热重分析仪TGA、热重差热联用仪SDT、静态力学分析仪TMA、动态力学分析仪DMA等等。热分析技术在高分子材料研究中的应用非常广泛。常见的高分子材料，包括以下几种：热塑性树脂、热固性树脂、橡胶、胶粘剂、凝胶等。材料的热性能包括玻璃化转变、结晶和熔融、固化、热分解、热变形、模量和阻尼等等。这些热性能是由材料微观状况决定的，例如化学组成、结构、相结构、分子量等。热分析在材料中最常见的应用有一、热稳定性、热分解温度所谓外推起始温度G是热重曲线开始失重的弧线两侧各取一点分别作切线，切线交点就是ONSET温度，常常和失重5%的温度点一起用来表征物质的热稳定性。这个温度常常也用来确定材料DSC或DMA测试的最高温度。热分解动力学是研究材料热稳定性和使用寿命的一种方法。如果反应为单一基元过程，可根据ISO11358-2塑料-聚合物的热重法 第2部分进行测定。具体方法如下：取质量（β的对数对热力学温度（对应于指定的转化率）的倒数作图，活化能Ea由直线 的斜率计算，再由活化能和升温速率β计算指前因子A。二、成分分析热重法，DSC法常和其他分析测试手段联合协作定性定量检测材料的成分。例如结晶类高分子通过红外来确定属于哪一类高分子，然后再结合DSC检测的熔点缩小范围。或者橡胶通过热重红外联用仪来进行定性定量。例如材料中碳黑或者无机填料的定量。将材料在氮气下加热扫描至650度，切换成空气继续升温至900度。650度之前的曲线可以定性定量材料主体，切换成空气后失重大部分情况是填料碳黑，少量也许是主体的残留骨架碳，残渣为无机填料例如玻纤、碳酸钙、二氧化钛等等。如果该无机填料为未知物，可以用粉末衍射的方法鉴定定性。如果采用热重差热联用技术还可以提供材料的DSC曲线，如果材料是结晶类，熔点也是定性的辅助证据之一。三、玻璃化转变材料的玻璃化转变温度是重要的参数。为材料加工温度和使用温度提供了依据。热分析有多种技术可用于玻璃化转变的表征。例如DSC、调制DSC、FLASH DSC和DMA。各有各的优势，可根据实际情况选用。DSC耗时少，制样和仪器操作简单，目前仍然是表征玻璃化转变最常使用的方法。热固性树脂常常存在残余固化的现象，或者某些材料有一部分吸附水，这时候测定玻璃化转变用MDSC更合适。优势在于一次升温即可，调制DSC将可逆和不可逆热流中的热现象分离开来，这时候所测玻璃化转变的温度点和残余固化或吸附水挥发对应的热量值更真实。这是因为传统DSC第一次升温如果发生残余固化或者冷结晶，都会导致第二次升温玻璃化转变升高。材料储存一段时间后物理老化普遍存在，这时候如果想考察材料当下的玻璃化转变和老化情况，调制DSC也是非常好的工具，因为热焓松弛峰是不可逆的，通过MDSC可以和可逆的玻璃化转变分离。FLASH DSC也可以用来测量某些复合材料中少量组分的玻璃化转变，因为闪速的升温可以大大提高测试的灵敏度。FLASH DSC也可以用于将动力学控制（不可逆）过程和热力学控制（可逆）过程的分离。例如传统DSC中掩盖在冷结晶或者残余固化放热峰下面的玻璃化转变，FLASH DSC可以轻松捕捉到。FLASH DSC还可以用于检测急速降温处理后金属的玻璃化转变。动态力学分析法测玻璃化转变的灵敏度是DSC的1000倍，因此复合材料的玻璃化转变也常用DMA的技术。各向异性材料用DMA检测玻璃化转变，很有可能经向纬向玻璃化转变温度不同。DMA用不同夹具一般拉伸夹具损耗因子峰温最高，其他几种夹具损耗因子峰温相差不大——这种有可能是热电偶在拉伸模式下和样品位置距离较远造成的。动态力学分析可以选配湿度附件，用来研究湿度对玻璃化转变的影响，一般湿度越大，玻璃化转变越低，因为吸附水对材料有所谓塑化的作用。四、固化反应DSC是研究材料固化反应机理、固化温度、固化时间、固化度等的最常用的热分析方法。用调制DSC的技术可以用来研究残余固化，放热峰里面的玻璃化转变（基线向吸热方向迁移）被分离出来，这样不可逆热流里面的放热峰热焓值（残余固化热）更准确。动态力学分析DMA也可以用来研究树脂的固化工艺、固化度、残余固化等，例如弹性模量曲线如果在升温过程中出现异常的增加，而且这个温度区间往往恰好和固化反应发生的温度重叠，这种情况多半是由于固化不完全造成的。直到模量增加至一个走平，残余固化算是完成。DMA也可以用等温的方式研究残余固化反应。横坐标是时间，一开始快速线性升温，到达设定的反应温度后，保温直至固化反应完成。观察弹性模量不再继续攀升，趋于平稳，由此可以判断固化反应基本结束。动态力学分析提供了从力学，黏弹性角度观察固化反应的视角。是判断固化反应进程和观察固化机理的另一有力工具。介电分析的传感器可以和DMA联用，可以同时通过材料介电常数的变化来考察固化过程。五、结晶DSC是研究结晶类高分子材料结晶、冷结晶、结晶度、结晶动力学的常规手段。通过一组已知结晶度的样品作标准曲线，纵坐标是结晶度，横坐标是熔融焓，然后可以推算100%结晶的塑料的熔融焓和未知样品的结晶度。结晶类高分子在实际加工中冷却速度往往要远大于常规DSC所能达到的最快降温速率。DSC也常常用来研究等温结晶，但是很多高分子结晶速度很快，常规DSC降温速率不够快，捕捉到的结晶过程并不完整。因此FLASH DSC是高分子结晶研究的有力补充工具。FLASH DSC研究非等温结晶也可以更接近真实情况。高分子在升温过程中还经常发生冷结晶，即无定形态在某高温不稳定，容易转化成能量更低更稳定的晶态，这时就会释放热量，成为冷结晶。如果将PET在不同扫描速率下DSC扫描，可以看到不同速率的玻璃化转变的台阶发生的温度基本一致，这是因为玻璃化转变是受热力学控制的过程，不受速率变化的影响。而冷结晶的放热峰随升温速率的加快向高温方向迁移，这是因为冷结晶属于动力学控制的过程，所以会受升温速率的影响。调制DSC技术也常常用来研究冷结晶，增加了灵敏度和冷结晶热焓值计算的精度。冷结晶也可以通过动态力学分析法观察到。一般表现为异常的模量增加，就是因为无定形态转化为排列规整的晶态所致，直到模量增加趋于平稳，说明结晶过程已经结束。如果第二次升温，可以发现储存模量值比第一次升温明显增加了，这是因为冷结晶是不可逆过程，在一次升温完成后材料比一开始结晶度增加，因此第二次升温模量增加是意料之中热分析有多种仪器和方法，是研究材料微观结构、加工工艺、使用性能等有力工具。个人简介徐颖，女，硕士，高级实验师，苏州大学分析测试中心，负责热分析仪测试。江苏热分析委员会委员。研究领域：热分析表征；药物晶型、材料力学。 主要从事各种材料的热性能的研究，熟悉高分子、材料、药物、有机、无机等各类样品的热分析表征，论著1本（《热分析实验》，学苑出版社，2011年出版），发表论文20余篇，其中第一作者7篇，通讯联系人4篇，内容涉及热分析理论、操作与应用，材料、药物的热性能的表征以及动力学研究。参与国家面上项目《核壳结构金属-有机框架的构建及抗癌药与小干扰RNA的协同运输》（排名第二）的药物分析和解谱工作。参与制定动态力学分析温度校准的标准一项。