一、实验目的
建立以芬兰Kibron表面张力分析仪为检测工具的吸入制剂雾化性能评价方法，将药液动态表面张力、平衡表面张力作为核心量化指标，关联雾化粒径、雾滴分布、喷射效率、肺部沉积率等关键质量属性，通过张力数据预判不同处方吸入液体制剂的雾化表现，用于处方辅料筛选、pH与浓度优化、批次一致性考察，降低雾化性能不合格的研发风险。
二、实验前期准备
1. 仪器与耗材准备
仪器选用芬兰Kibron表面张力分析仪，可选用单通道Epsilon型号用于精细曲线采集，Delta-8八通道高通量型号用于大批量处方快速筛查，配套DyneProbe金属探针、恒温控制模块、配套数据采集软件、石英微量样品杯或96孔DynePlate微孔板。
耗材包含待测吸入制剂原液、处方所用缓冲盐、渗透压调节剂、表面活性剂、助溶剂、18.2 MΩ·cm超纯水、0.22 μm水系无菌滤膜、微量移液枪、无水乙醇、氮气瓶、无粉乳胶手套。
探针预处理：使用丁烷火焰充分灼烧金属探针，去除探针表面吸附的表面活性剂、药物及有机物残留，放置自然冷却至室温后安装在张力传感器上。高通量机型每一块微孔板测试完成后启动仪器自动高温清洁程序，避免通道交叉污染。
仪器环境调试：设备放置在减震实验台面，远离空调直吹气流、离心机震动源，开机预热30分钟，设置实验温度为25±0.5 ℃，如需模拟人体呼吸道温度可设置为37 ℃。启动采集软件完成整机自检，确认探针升降、张力信号采集、温控模块运行正常。所有样品杯或微孔板依次用乙醇、超纯水冲洗，氮气吹干，操作过程禁止手部直接接触容器内壁。
2. 样品溶液配制与分组设置
基础缓冲体系配制：按照吸入制剂药典要求配制等渗缓冲液，调节目标pH值，配制完成后采用0.22 μm水系滤膜过滤，超声脱气30 min，去除溶解在溶液中的微小气泡，静置冷却至室温备用。
待测吸入制剂样品处理：混悬型吸入制剂静置后取上层均一混悬液，避免粗大颗粒接触探针造成数据异常；溶液型吸入制剂直接取样，若含有微量不溶物进行低速短时离心取上清。按照实验设计设置梯度变量，包括不同表面活性剂添加量、不同药物浓度、不同pH值、不同渗透压处方组。
对照组设置：空白缓冲液对照组、上市参比吸入制剂对照组、不含表面活性剂的阴性处方对照组，所有对照组溶剂体系、渗透压、pH保持完全一致。
所有样品现配现测，避免长时间放置发生药物降解、辅料析出、微生物污染影响表面张力数值。
3. 基线校准与空白验证操作
向样品杯或微孔内加入脱气后的空白缓冲液，放置在温控平台等待温度稳定，探针充分浸润液相后静置平衡20 min，在软件端执行基线归零操作。
持续记录空白缓冲液表面张力30 min，数值波动小于0.2 mN/m即判定基线稳定；若波动偏大，重新灼烧探针、清洗容器并更换脱气缓冲液。记录空白缓冲液平衡表面张力作为基础参照值，高通量设备需要复核8个通道平行性，通道间张力差值稳定后方可正式上样。
三、完整上机检测操作流程
1. 样品加样与体系静置平衡
单通道微量杯操作：向洁净样品杯中加入150 μL待测吸入药液，沿杯内壁缓慢加注，避免产生大量气泡，存在气泡的样品需要重新配制加样。将样品杯平稳放置于仪器温控台，静置5 min消除移液带来的液面扰动，等待液面完全平稳。
高通量96孔板操作：每孔定量加入50 μL药液，按照预设排布摆放待测样品、复孔、各类对照组，加样完成后用封板膜轻轻密封，室温静置10 min，揭膜后检查孔内气泡情况，剔除带气泡孔位。将微孔板平稳卡入仪器载板卡槽，确认卡位牢固无晃动。
2. 动态表面张力采集参数设定与运行
在采集软件新建测试方案，选择动态表面张力连续采集模式，采集总时长设置60–90 min，完整记录张力随时间变化全过程，获取初始表面张力、张力下降速率、达到平衡所需时间、最终平衡表面张力四项核心参数。
单通道模式手动调节探针下降至刚好接触气液界面，关闭防风罩启动程序；Delta-8高通量机型设置逐行自动扫描，八通道同步采集数据。
每组样品至少独立重复测试3次平行实验，保证数据重复性。测试过程全程关闭仪器外防护罩，杜绝气流扰动液面造成曲线漂移。
3. 样品更换与防污染规范
单通道每完成一组样品测试，升起探针再次火焰灼烧清洁，倒掉废液后样品杯经乙醇浸泡、纯水润洗、氮气吹干，再进行下一个样品测试。测试顺序遵循先低表面活性处方、后高表面活性处方的原则，减少表面活性剂在探针上不可逆吸附残留。
高通量机型每完成一块微孔板测量，自动执行探针高温清洗，再放入下一块待测板，每测试3块板插入一次空白缓冲孔复测，监控仪器基线漂移情况。
四、数据处理、雾化性能关联判定与处方筛选规则
1. 数据导出与参数提取
从Kibron分析软件导出动态表面张力-时间原始曲线，提取平衡表面张力、张力下降动力学速率、吸附平衡时间，汇总三组平行数据计算平均值，建立表面张力指标与雾化性能的对应关系。
同步对对应处方开展实际雾化测试，记录空气动力学粒径分布、微细粒子分数、雾滴喷射形态、堵塞概率，完成数据一一匹配。
2. 表面张力对应雾化性能判定逻辑
平衡表面张力处于适中偏低区间，且动态张力下降速度较快，代表药液在雾化气流剪切下更容易被撕裂为细小液滴，微细粒子占比高，雾滴粒径分布集中，肺部沉积效果理想，雾化性能优良，为优选处方。
平衡表面张力过高，药液液膜韧性强，气流难以将其剪碎，雾化后大颗粒占比大幅提升，容易沉积在咽喉部位，无法达到肺部靶向给药效果，雾化效率较差。
平衡表面张力过低，说明处方内表面活性剂添加过量，雾化过程极易产生大量泡沫，导致雾化器出雾断断续续、喷嘴堵塞，同时过量表面活性剂可能带来呼吸道刺激性风险，属于需要下调辅料用量的处方。
动态张力长时间无法达到稳定平衡，说明药液中高分子辅料较多，界面膜持续发生重排，雾化过程雾滴易发生合并、絮凝，粒径均一性变差，雾化稳定性不足。
3. 处方优化应用要点
以Kibron测得的表面张力数值作为快速初筛指标，可在不开展繁琐雾化粒径测试的前提下，大批量淘汰雾化潜力较差的处方，大幅缩短吸入制剂处方筛选周期。
通过张力变化确定表面活性剂最低有效添加量，在保证良好雾化能力的同时最大限度降低辅料带来的刺激性，提升制剂安全性。
长期稳定性留样考察时，定期复测表面张力，若数值发生明显偏移，预示药液内部辅料相互作用、药物析出，后续大概率出现雾化性能劣变，可提前预警制剂稳定性风险。
五、实验注意事项
1. 吸入药液加样动作必须平缓，气泡会直接导致张力曲线紊乱，无法真实反映药液界面性质，气泡样品一律作废重测。
2. 表面活性剂极易吸附在金属探针表面，样品之间必须严格执行高温灼烧清洁步骤，防止交叉污染导致数据失真。
3. 全批次测试温度、样品体积、探针浸入深度、采集时长保持完全统一，仅保留处方单一变量，确保不同组别数据具备可比性。
4. 实验环境禁止风扇直吹样品容器，避免微量药液水分蒸发造成浓度升高，改变表面张力真实数值。
5. 混悬型吸入制剂取样前轻轻颠倒混匀，不可剧烈震荡，防止提前发生界面变性影响测试结果。
6. 表面张力仅为雾化性能间接评价指标，筛选出的优选处方最终需要通过撞击器法测定微细粒子空气动力学粒径进行最终确认。
