气体吸附技术在医药领域表征中的应用


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  吸附分析能够对原料药和药用辅料的比表面积、孔容及孔径分布、密度等进行精准的分析,在药物的研发及生产过程中,这些物性参量对药物混合均匀度、压缩成型过程,以及最终药物制剂的生物利用度和疗效等均具有重要的影响。

中国粉体网讯  比表面积是固体多孔材料的重要物理参数之一,固体表面积的大小,关系到材料吸附能力的大小,也决定着它们的实际应用效果的好坏。比表面积在药品的净化、加工、混合、制片和包装能力中扮演着重要角色。在制剂环节,从预制剂到配方和药物输送以及过程设计和中试放大,均需对原料和生产中的材料/过程的关键质量属性和性能(如比表面积)的测量,达到确保最终药物质量。


比表面积,指的是单位质量物质所具有的总面积,分外表面积、内表面积两类。国际标准单位为㎡/g。比表面积是固体与周围环境,特别是液体和气体相互作用的手段和途径。一般有下列三种作用:1)固体-固体之间的作用:表现为自动粘结,流动性(流沙),压塑性等。2)固体-液体之间的作用:表现为浸润,非浸润,吸附能力等。3)固体-气体之间的作用:表现为吸附,催化能力等。比表面积的测试有多种方法,气体吸附法作为一种应用性最广泛,最精确的方法已被广泛接受。


气体吸附法测定固体表面积的原理可以简单地定义为在恒温状态下通常为液氮温度,让已知分子截面积的气体覆盖或吸附在被测样品的表面,在样品表面形成一个薄层。计算被吸附的气体分子数与分子截面积的乘积,即认为是样品的表面积,将表面积除以样品的重量即可得出单位重量的表面积—比表面积。


气体分子在固体表面的吸附分为化学吸附和物理吸附。由分子间作用力(范德华力)产生的吸附称为物理吸附。物理吸附是一个普遍的现象,它存在于被带入并接触吸附气体(吸附物质)的固体(吸附剂)表面。所涉及的分子间作用力都是相同类型的,例如能导致实际气体的缺陷和蒸汽的凝聚。物理吸附无选择性,活化能小,吸附易,脱附也容易。它可以是单分子层吸附和多分子层吸附。由分子间形成化学键而产生的吸附称为化学吸附;它有选择性,活化能大,吸附难,脱附也难,往往需要较高的温度。化学吸附一定是单分子层吸附。


实际吸附可能同时存在物理吸附与化学吸附或先物理吸附后再化学吸附。吸附量可以用标准大气压下单位质量的样品(吸附剂)上吸附物质(吸附质)的体积量度,可以用ml/g 或 cc/g@STP表示。 依据气体在固体表面的特性,在一定压力下,被测样品颗粒(吸附剂)表面在超低温下对气体分子(吸附质)具有可逆物理吸附作用,并存在确定的平衡吸附量。气体吸附技术应用可分为容量法、流动法、重量法。


2021年,国仪量子秉承“为国造仪”的初心,聚焦科学仪器主航道,瞄准物性测量仪器领域精准布局,携手北京金埃谱,双方共同出资成立新公司——国仪精测,致力于成为吸附表征仪器行业的全球领导者。国仪量子的核心技术是以量子精密测量为代表的先进测量技术,为全球范围内企业、政府、研究机构提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等优质的产品和服务。


2022年6月17日, 国仪精测面向气体吸附领域发布了高性能微孔分析仪Ultra Sorb、蒸汽吸附仪S-Sorb、高温高压气体吸附仪H-Sorb升级版、动态法比表面积测试仪F-Sorb CES直管升级版四款重磅新品。四款新品均是高品质、高精度、高可靠性及高性价比的一流科研设备,引领气体吸附行业发展潮流!


气体吸附技术是材料表面物性表征的重要方法之一,基于吸附分析能够对原料药和药用辅料的比表面积、孔容及孔径分布、密度等进行精准的分析,在药物的研发及生产过程中,这些物性参量对药物混合均匀度、压缩成型过程,以及最终药物制剂的生物利用度和疗效等均具有重要的影响。为满足广大制药企业及新老客户对行业难题的破解需求,中国粉体网将于2022年12月1-2日江苏泰州碧桂园凤凰酒店举办“第四届全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”,届时邀请来自国仪量子(合肥)技术有限公司王华强老师作《气体吸附技术在医药领域表征中的应用》报告,本报告结合不同药物粉体材料的实际表征案例,清楚地展现此技术对不同药物表面物性表征的方法以及适用性,进而对药品的有效期、溶解速率与药效等做一些基础性的分析,助力医药行业高质量发展。 



报告人介绍


王华强,中共党员,毕业于安徽大学化学化工学院,现任国仪量子(合肥)技术有限公司应用工程师,从事国仪精测业务相关领域高新技术应用开发及技术支持工作,在气体吸附技术应用领域具有多年工作经验,研究领域横跨医药、新能源、催化和环保等。工作中紧密接触一线科研工作者,扎实理论基础,拓展行业应用方向;同时国仪精测业务研发团队在精密测量领域技术沉淀已近15年,可为该领域的用户提供更全面、更专业的技术服务和整体解决方案。


资料来源:

2022锂电正极材料研究及分析表征技术网络研讨会成功举办

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(中国粉体网编辑整理/青黎)


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