中国粉体网讯 超临界流体制粒技术是将超临界流体作为溶剂或抗溶剂，经过一系列的物理反应，制得目标物质微细颗粒的新兴技术。相比于传统的制粒方法（如乳化蒸发法、喷雾干燥法、研磨法、冷冻干燥法），超临界流体制粒技术无需经过剪切、均质等高能处理，也无需使用高温使样品溶解，且制得的微粒粒径小而均匀，从而很大程度上解决了传统方法制备微细颗粒所存在的得率低、不均一、活性差等难题。
根据超临界流体在各反应体系中的作用不同（作为溶剂、抗溶剂、溶质），可将超临界流体制粒技术分为三大类：快速膨胀法（RESS）、抗溶剂法（SAS）、气体过饱和溶液法（PGSS）。
RESS
超临界流体快速膨胀法将溶质置于一定温度和压力的超临界二氧化碳中，随后将超临界溶液通过特殊喷嘴在极短的时间(10-8~10-5s)释放，导致压力迅速下降。由于超临界流体的密度降低，溶剂能力变弱，溶液瞬间达到过饱和，使溶质迅速形成大量的晶核，从而形成大量微小的颗粒。
RESS经典装置图
该技术能够生产各种尺寸和形状的微粒，超临界二氧化碳中的溶解度，膨胀温度和压强，以及喷嘴的尺寸都会显著影响产物的粒径和形貌。RESS操作简单，但是大部分物质在超临界二氧化碳中的溶解度都比较低，可以通过添加少量有机溶剂来提高溶解度，但仍无法实现大规模生产。
如今随着技术的不断发展，在RESS的原有设计基础上，涌现出一些效果更好、能力更加出色的RESS改进版本，如固体共溶剂超临界溶液快速膨胀（RESS-SC）、超声传质增强式超临界溶液快速膨胀（RESS-EMU）和超临界溶液快速膨胀至液体溶剂（RESOLV）等。这些改进版本分别从增加溶质在超临界流体中的溶解度、防止微粒之间发生团聚和简化微粒的收集等方面着手，显著改善了RESS的制粒效果并提高了其制粒能力。
SAS
SAS的基本原理在于溶质与有机溶剂之间的互溶作用。在超临界二氧化碳中，溶解度微小甚至不溶。当超临界二氧化碳溶解到溶液中时，其与溶液之间的快速传质导致溶液的稀释膨胀，内聚能密度降低，从而减弱了原溶剂对溶质的溶解能力。这样，在短时间内形成较大的过饱和度，促使溶质析出，形成微粒。SAS具有的优势在于能够降温降压，实现有机溶剂与流体的分离，简化溶剂的纯化过程；另外，超临界二氧化碳能够萃取有机溶剂，可减少有机溶剂残留量；同时，可以通过调节压力来控制粒径。
SAS装置示意图
根据实际操作的过程不同将SAS法细分为：气体抗溶剂法（GAS）、气溶胶溶剂萃取体系法（ASES）、超临界流体提高溶液分散法（SEDS）等等。这些方法都利用了超临界CO2流体与溶剂互溶的特性，使目标物质在溶液中的溶解度降低，进而导致溶质的析出。此外，还有一种以SAS为基础衍生出的方法，称为超临界流体乳液萃取法（SFEE），该制粒方法是传统乳化沉淀法与超临界反溶剂法的结合体，可以很大程度上缓解颗粒聚集的问题。
PGSS
PGSS法是将超临界CO2流体（广义理解为气体）当作溶质溶入液体溶液（熔融的脂类、水溶液、有机溶液等）中形成饱和溶液，溶有超临界CO2流体的饱和溶液经过喷嘴快速释放，由于压力骤降和气体膨胀，目标物质达到过饱和，最终形成微粒。在实际操作中，为了获得性状良好的微粒，防止体系中气-液-固三相平衡遭到破坏，PGSS一般不适用于在超临界流体中具有较大溶解度的物质颗粒的制备。
PGSS 装置示意图
小结：
超临界流体制粒技术被认为是一种很有前景的新兴微粒化技术，具有操作简便、微粒粒径可控、处理条件温和、绿色环保等诸多优点。根据超临界流体在各反应体系中的作用不同，可将超临界流体制粒技术分为3种工艺，并对３种工艺从原理、优缺点等展开讨论。
参考来源：
1、张亮，韦阳等.超临界流体制粒在类胡萝卜素微粒中的应用
2、刘谦.超临界流体技术制备虾青素微胶囊与脂质体工艺研究
3、刘娜.超临界流体技术制备脂质体的研究进展
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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