应用案例丨扫描电子显微镜赋能制药领域高效精准研究

2023-08-08 14:24:09 北京中科科仪股份有限公司

扫描电子显微镜是一种常规的观察分析微观形貌的精密仪器，目前广泛应用于材料相关领域和前沿科学研究中，能够帮助科研人员对未知的微观世界进行深入探索。在原料药、辅料、药物制剂、保健品、药包材和医疗器械的生产过程中，扫描电子显微镜发挥着极为关键的作用，应用十分频繁，研究机构和企业常用其进行品控、质检和问题追溯。本文将以百里香酚微胶囊、吉非替尼片粉末、乙酰半胱氨酸胶囊粉末的微观形貌观测图为例进行详细介绍。

扫描电子显微镜可以直观地观察晶粒形状，并对晶体分散和黏连情况进行表征。与一般的激光散射法测试粒度相比，使用扫描电子显微镜统计粒径具有独特的优势。当原料和辅料分子足够小时，其比表面积增大，单一颗粒表面能变大导致分子间作用力变强，大量分子团聚让激光散射很难分辨单一颗粒，往往会测量出团聚后二次颗粒的尺寸，无法准确反映一次颗粒的真实粒度信息。而使用扫描电子显微镜可以直接观察到一次颗粒，在对图像进行处理分析时能得到更加准确真实的颗粒尺寸和粒径分布信息。

百里香酚微胶囊

百里香酚是一种无色晶体，粉末状百里香酚是无色的结晶粉末，有一定的毒性和刺激性。通常百里香酚可以用于螨虫和口腔咽喉粘膜细菌真菌的消杀，也可用作食品的抗菌剂。

通过扫描电子显微镜可以衡量百里香酚微胶囊粉末的合成方法是否适用。以下图片为采用不同合成方法制成的百里香酚微胶囊粉末，在扫描电子显微镜下可以观察到粉末的颗粒大小、均匀程度、表面平整程度及与其他颗粒的相互作用，揭露了很多百里香酚微胶囊粉末表面结构的详细信息，透过这些信息可以判断并选择出优质的合成方法。

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使用KYKY-EM8100场发射枪扫描电子显微镜

拍摄的不同大小与形态的药粉颗粒

吉非替尼片粉末

吉非替尼是一种口服的用于治疗既往接受过化学治疗的局部晚期或转移性非小细胞癌的药物，该药物通过抑制癌细胞表面一种酶的活性来抑制肿瘤的生长、转移和血管生成，同时增加肿瘤细胞衍生系的凋亡。

通过扫描电子显微镜可以观察吉非替尼片粉末的颗粒均匀性。以下两张图片分别为粉碎前和粉碎后的吉非替尼片，在扫描电子显微镜下可以看到药物的粉碎处理结果，清晰地观察到粉碎的程度和均匀程度，从而帮助研究人员控制其粉碎的条件。

使用KYKY-EM6900钨灯丝扫描电子显微镜

拍摄的粉碎前和粉碎后的药粉颗粒

乙酰半胱氨酸胶囊粉末

乙酰半胱氨酸是氨基酸半胱氨酸的乙酰化形式，粉末呈白色不均匀颗粒状，用于浓稠痰粘液过多的呼吸系统疾病，具有非常多的功效包括抗氧化，对焦虑、抑郁有补充治疗的效果，虽未被严格证实，但该药物或有助于抑制癌症的发展并改善大脑健康，减轻神经退化疾病的症状。

通过扫描电子显微镜可以观察到乙酰半胱氨酸胶囊粉末的微观形貌并进行深入的科学研究。以下两张图片分别为放大倍数500x和200x的乙酰半胱氨酸胶囊粉末，在扫描电子显微镜下可以看到其粒度不均一，粒径从几微米到上百微米不等，且颗粒表面不平整，大颗粒表面会附着大小不一、数量不一的小颗粒，颗粒的形状多种多样，类球形较为普遍，同时也存在条形和异形颗粒。

使用KYKY-EM6900钨灯丝扫描电子显微镜

拍摄的不同放大倍数的药粉颗粒

中科科仪扫描电子显微镜能够对固体药物的微观结构进行细节观察，并达到较为理想的效果，提高药物的表征效率。同时，中科科仪扫描电子显微镜可观察统计各种药物颗粒的微观形貌，可用于实际生产制造过程中的研发、生产及工艺调整，能够对常规药物颗粒及不规则颗粒尺寸大小进行标定与统计，提供配套的颗粒物统计解决方案。

以上所有观测图均为KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜和KYKY-EM6900型钨灯丝扫描电子显微镜拍摄。KYKY-EM8100型场发射枪扫描电子显微镜作为我司的明星产品，突破了多项电子光学关键技术，成像质量好，分辨率指标分别达到和优于3nm@1kV和0.9nm@30kV，达到国际先进水平，可观察纳米级粉末，适用于新药研发的物理表征，同时具备丰富的可拓展接口，可接 WDS、EDS、BSE、CL、预抽室、高低温台等多种探测器和原位测试附件，助力推进我国尖端科学仪器国产化替代。KYKY-EM6900型钨灯丝扫描电子显微镜目前已在国内外多家科研院所及制药类高新技术企业现场长期稳定运行和使用，除此之外，还助力于医疗器械的开发，分辨率指标分别达到和优于3nm@30kV（SE）和6nm@30kV（BSE），满足大多数样品的微观形貌测试，采用翻开式预对中钨丝阴极，更换灯丝方便，具备一键切换自动功能和丰富的可拓展接口，应用范围广泛。