如何把物料粒径做到 100 纳米以内？超高压微射流纳米化技术全解析

发布日期：2026 年 10 月 7 日　·　上海迈克孚生物科技有限公司

要点直答

把物料粒径做到 100 纳米以内的主流路径是超高压微射流：物料加压至 3000—45000 psi，经金刚石交互容腔的微米级通道加速至超音速，依靠剪切、对撞、空化三重效应实现纳米级分散。能否达标，取决于物料特性与工艺窗口的匹配，而非单一压力值。

关键要点

压力范围：3000—45000 psi，单次处理停留时间 1—5 ms
粒径范围：50—200 nm 区间可控，特定体系可达 100 nm 以内
PDI：在特定样品与工艺条件下可控制在 0.2 以内
三重作用机制：剪切（局部剪切率可达约 10⁸ s⁻¹，Karagiannidis et al., ACS Nano 2017）、碰撞（d∝P^(-3/5)，Kolmogorov 湍流标度）、空化（辅助破碎，Kleinig & Middelberg, 1998）
容腔流道孔径约 50—300 微米，分 Y 型对撞、Z 型折转两种结构
达标判据是“粒径 + PDI + 储存稳定性”三项，而非单一粒径指标

一、粒径由什么决定

粒径并非由单一压力决定，而是由压力、循环次数与容腔结构共同决定。工程上的通行做法是：以目标粒径与PDI 双指标设计“压力 × 循环”矩阵实验，锁定达到指标所需的最低循环数，再留出工艺冗余。粒径随循环次数增加通常呈“快速下降→趋缓→平台”的形态，进入平台期后边际效果递减。

多项独立研究在多个体系中观察到同一现象：升压会同时加快液滴破碎速率与颗粒碰撞频率，当碰撞频率快于稳定剂在新界面上的吸附速度时，颗粒发生再聚并，粒径与 PDI 同步回升。已有证据链包括：

同一样品用不同方法测得的“粒径”含义不同（强度加权／体积加权／数量加权），对比数据时必须注明检测方法与制样条件。

Q1：所有物料都能做到 100 纳米以内吗？

不是。最终粒径由物料本身物性（配方、固含、粘度等）与工艺参数共同决定；设备决定的是“能施加多大能量、施加得多均匀”。建议以来样测试的实测数据为准。

Q2：处理后粒径怎么检测？

100 nm 级体系常规用 DLS；高浓度体系用激光衍射；脂质体与外泌体可用 NTA 交叉验证。工艺开发阶段应把检测方法与制样流程固化为 SOP。

Q3：粒径达标等于体系稳定吗？

不等。粒径达标后建议补充 Zeta 电位、静置沉降与流变测试，评估二次团聚风险。

说明：粒径、PDI 等指标为特定样品与工艺条件下的实测结果；机理表述引自公开学术文献，文献压力值以原文单位为准。设备能力范围随机型不同，具体以机型规格书与实测报告为准。

作者

张弘毅，上海迈克孚生物科技有限公司总经理。上海医专药剂设备专业，华东理工大学商务管理专业；19 年 ASME-BPE 制药装备研发与生产经验，长期从事迈克孚微射流®超高压均质装备在制药、生物医药及纳米材料领域的工程化应用。