CN113447356A - 一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备，属于医用胶囊技术领域。测试方法包括以下步骤：将湿度32‑48％的囊皮在20‑22℃，相对湿度35±5％的环境中，静置20‑60min，进行切割，切出长条，得待测样品；将样品两侧稳固夹夹具两端中间，样品纵轴与两端夹具中心线重合，保持囊皮水平，记录标线初始长度L₀，以250‑350mm/min等速牵拉，在样品出现破裂时，停止牵拉，记录该位置标线长度L，断裂拉伸率＝(L‑L₀)/L₀*100％。该法可以放大囊皮样品间的断裂拉伸率的不同，明显区分出不合格的囊皮样品，有利于对囊皮的质量控制。

Description

一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备

技术领域

本发明属于医用胶囊技术领域，具体涉及一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备。

背景技术

软胶囊是内容物为溶液、混悬液、乳状液或半固体，被囊皮包封所成的一种剂型，现被广泛应用于保健品和药品中。软胶囊按制法分为压制法和滴制法。囊皮具有胶凝特征和可塑性，在囊皮受热达到熔化温度时能实现软胶囊的包合，在干燥后又恢复了较硬的强度。压制法对囊皮的要求比滴制法高，在产品贮存期中，会因为水分迁移、内容物、环境温湿度及胶皮老化等影响，软胶囊的囊皮合缝处的变化最为显著，会出现变薄，甚至出现针孔状渗漏的现象。囊皮的机械强度，在一定程度上提供了软胶囊成型后的结构支撑，较好的囊皮能减少温度、湿度、内容物等对软胶囊带来的不利影响。

目前保健品和药品软胶囊多为明胶类软胶囊。明胶是由动物皮肤、骨等结缔组织中的胶原蛋白不完全降解而形成的亲水性蛋白，来源复杂。同样的煮胶工艺，使用不同厂家的明胶原料，产品的均一性也会有波动，软胶囊质量表现特征是不一样。有时不同的内容物，对囊皮成形时要求也不同。

在软胶囊生产中，软胶囊囊皮的处方、制备工艺、性能对软胶囊成品质量有着决定性的作用，目前在控制制备成丸质量时，常用胶液动力粘度、胶液水分、囊皮厚度、丸装量差异等参数做为工艺指标。不同的胶液处方，比如使用不同的增塑剂，可使囊皮强度不同，在成丸时会引起制丸机操作参数的变化。软胶囊在制丸或有效期贮存期间，如果出现囊壳渗漏、黏连、崩解、超限等情况，那就是不合格的。这就需要增加囊皮强度这样一个维度，对软胶囊质量分析和制剂工艺参数提供依据。

由于软胶囊较小，无法进行合缝处的机械拉伸测试，所以采用囊皮为样本来进行研究。目前参考现有论文，仅有论文提及并明确参考标准为GB/T1040.1-2006[1](例如施鸿谋，苏一帆，范超春，林福娣，张娜，响应曲面法优化植物复配胶软胶囊囊皮配方[J].广州化工,2019,47(22):67-72.)，该标准为国家标准，用于塑料拉伸性能的测定。所用设备是电子万能试验机，该机适用于塑料、金属类等抗拉强度较高的产品。该标准针对性不强，只能测量干囊皮的大概断裂拉伸率，精度低，对于同法制备的明胶类干囊皮在断裂拉伸率，区别度不大，无法实现鉴别和筛选。

有鉴于此，本发明设计一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备，在制丸时能考查囊皮性能，为及时筛除不合格的囊皮提供参考依据。

发明内容

本发明针对现有的标准和研究中使用的测量方法无法实现对同法制备的囊皮进行筛选的需求，目的是提供一种软胶囊囊皮机械性能测试方法及设备，以在制丸时考查囊皮性能和筛选囊皮。本发明人在实验探索中意外发现，同法制备的明胶类干囊皮在断裂拉伸率上区别度不大，而设计一定湿度的湿囊皮，能在断裂拉伸率上有较大的区别，能够实现有效区分。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一方面，本发明提供一种软胶囊囊皮机械性能测试方法，包括以下步骤：

(1)将湿度32-48％的囊皮在20-22℃，相对湿度35±5％的环境中，静置20-60min，进行切割，切出长条，得待测样品；

(2)将样品两侧稳固夹在夹具两端中间，样品纵轴与两端夹具中心线重合，保持囊皮水平，记录标线初始长度L₀，以250-350mm/min等速牵拉，在样品出现破裂时，停止牵拉，记录该位置标线长度L，断裂拉伸率＝(L-L₀)/L₀*100％。

选用湿囊皮进行测量，是本发明的关键，而囊皮的湿度，是影响拉伸结果的关键因素，优选的，步骤(1)中，待测样品的湿度在35-40％。由于不同处方、不同工艺、不同干燥程度会导致不同的囊皮湿度，而实验证明，囊皮湿度太高或太低，都会无法有效的筛选样品。

本发明中，囊皮的湿度是指囊皮中水份所占的质量分数，举例可通过烘箱法对囊皮湿度进行测试：取剪碎为不超过3mm的碎片状供试品1g，平铺于干燥恒重的扁形称量瓶中，精密称定，开启瓶盖在100-105℃烘箱内干燥5小时；干燥器内放冷30分钟，精密称定，再在上述温度干燥1小时，放冷称重，至连续两次称重的差异不超过5mg为止。根据减失重量计算含水量。为保证样品湿度在测量期间不变化，样品需用塑料样品袋完全包裹，放在密封盒内，阴凉干燥处保存。

再举例如采用快速水分测定法进行测试：采用卤素快速水分测定仪。取碎片状供试品2g，平铺于样品盘上；设定加热温度140℃和加热时间5min，加热结束，显示屏自动显示样品水分含量。

用现取的湿囊皮在等距裁割时，样品边缘容易出现不光滑或小豁口，考虑到豁口会一定程度的影响拉伸结果，故采用取样后在20-22℃，相对湿度35±5％环境下，放置20-60min后再进行裁割。囊皮韧性好的放置时间短些，囊皮韧性差则放置时间长些。放置环境可以在温度20-22℃之间、相对湿度35±5％之间各自独立的任意设置环境条件，例如温度20℃、20.5℃、21℃、21.5℃、22℃等，例如相对湿度30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％等，也可以在实验过程中在这一范围内出现变化，不会影响本申请的技术效果。

优选的，步骤(1)中，静置前，先从压丸机上截取左、右两侧平行的囊皮，长度大于30cm,宽度大于20cm,分别平铺于光滑的硬质平面，静置。

优选的，步骤(1)中，切割时应分别进行纵向和横向切割。

纵向和横向是指：按压丸机出囊皮的方向为纵向，水平于出囊皮的方向为横向。软胶囊出现漏油一般在合缝处，由于软胶囊自身的张力、水分迁移、环境温湿度、胶皮交联等因素，合缝变化有纵、横两个方向，所以应对制得的囊皮按压丸机出囊皮的纵、横两个方向进行取样及测试。

所切出长条应便于机器进行拉伸，并且能有助于区分出不同性质长条之间的断裂拉伸力。优选的，步骤(1)中，所切成长条的尺寸为宽15mm，长200mm，边缘应光滑无缺口。

优选的，步骤(2)中，为防止拉伸中样品滑脱，样品两侧除固定在夹具以外的部分要预留一定长度，以便于观察是否出现滑脱或在夹具中移动的现象。优选的，步骤(2)中，等速牵拉的速度为300mm/min。样品在牵拉过程中，滑脱或在夹具中断裂，需重新测试。

再一方面，本发明提供上述测试方法在软胶囊质量控制中的应用。

优选的，所述软胶囊的内容物为溶液内容物、混悬液内容物、乳状液内容物或半固体内容物，进一步优选为中药混悬内容物或吸水类内容物。

溶液内容物一般指非水溶性的液体，举例如维生素E软胶囊、阿法骨化醇软胶囊等；

混悬液内容物是指：内容物为一定量的固体分散混悬于油溶性溶液中，举例如感冒软胶囊、维C银翘软胶囊、心脑清软胶囊等；

乳状液内容物是指水溶性物质分散在油溶性液体中，举例如盐酸苯海拉明软胶囊；

半固体内容物是指内容物固体量较大，呈半固体状，举例如吸水类内容物软胶囊、蜂胶软胶囊、复方卵磷脂软胶囊等。

最后，本发明提供上述测试方法所用的设备，如图1所示，包括囊皮夹1、囊皮夹2、拉伸螺杆、定位螺杆和标尺；

其中，囊皮夹1为固定夹，囊皮夹2为移动夹。

囊皮夹1、囊皮夹2：用于夹紧并固定囊皮的两端；

拉伸螺杆：用于水平拉动囊皮夹2(移动夹)及标尺，使囊皮在囊皮夹2(移动夹)的带动下，逐渐水平拉伸；

定位螺杆：用于固定拉伸螺杆的位置，使其读数稳定；

标尺：用于读取囊皮拉断瞬间的拉伸距离。

优选地，囊皮夹1、囊皮夹2采用气压夹紧或液压夹紧，进一步优选为气压夹紧。

本发明的有益效果为：

(1)厚度不均会影响囊皮拉伸结果，尤其是横向囊皮样品，如果横向上的厚度变化较大，则拉伸数据也会有较大变化，本发明提供的方法选用具有一定湿度的湿囊皮进行测量，与干囊皮相比，厚度变化小，免去了厚度变化带来的误差。

(2)本发明用湿囊皮进行测试，克服了现有技术中同法制备的干囊皮断裂拉伸率区别度不大的弊端，可以放大囊皮样品间的断裂拉伸率的不同，明显区分出不合格的囊皮样品，有利于对囊皮的质量控制。

(3)现有技术的电子拉力试验机采用螺丝夹具固紧样品，夹具是两块金属组成，囊皮测试中极易滑脱，尤其是做干囊皮测试时，由于拉力较大，在拉伸过程中螺丝夹具出现了返松，夹具中的样品会被拉薄，严重影响了数据准确性和重复性，本发明针对湿囊皮测量工艺，提供了一种测试设备，能够实现快速、稳定、准确的测量。

附图说明

图1为本发明的测试设备示意图；

其中，1-囊皮夹1，2-囊皮夹2，3-定位螺杆，4-拉伸螺杆，5-标尺。

具体实施方式

以下非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述内容仅仅是对本申请要求保护的范围的示例性说明，本领域技术人员可以根据所公开的内容对本申请的发明作出多种改变和修饰，而其也应当属于本申请要求保护的范围之中。

下面以具体实施例的方式对本发明作进一步的说明。本发明实施例中所使用的各种化学试剂如无特殊说明均通过常规商业途径获得。

化胶罐型号：HJG-700A；

压丸机型号：YWJ250-I。

一、不同原料囊皮样品检测

1、本发明的囊皮样品均按照以下方法制备：

胶液制备：取明胶(冻力为150Bloomg，购自厂家A)、增塑剂(甘油)、水，按明胶、甘油、水的质量比100:35:100比例投料，进入化胶罐中搅拌，加热到70度，使明胶完全溶化，真空消泡，搅拌均匀，过滤。胶液放入贮胶桶后，60℃保温3-4小时，备用。

制囊皮：在压丸室温20-22℃，相对湿度35±5％环境下，喷体40℃、胶箱65℃、鼓轮制冷20℃时，开压丸机，制备出左、右两侧囊皮，用千分侧厚仪测量囊皮厚度，厚度在0.60-0.88mm之间。

2、本发明的软胶囊按照以下方法制备：

按照上述方法制备囊皮，然后采用压制法分别制备内容物为含20％卵磷脂(其余为植物油和水溶性固体)的混悬软胶囊和维生素E软胶囊，各生产十万粒。同一内容物的产品，制备方法、参数完全一致。

含20％卵磷脂的混悬软胶囊制备过程为：

处方量卵磷脂、水溶性固体、植物油，于胶体磨研磨至细腻，过120目筛，为内容物；压丸：室温20-22℃，相对湿度35±5％环境下，喷体40-45℃、胶箱65-75℃、鼓轮制冷20-25℃、药液箱保温35-38℃，进行压丸；干燥：室温20-25℃，相对湿度35±5％环境下，干燥笼内干燥约24小时，干燥至软胶囊水分不大于12％；

维生素E软胶囊制备过程为：

处方量维生素E和植物油混合均匀，为内容物；压丸：室温20-22℃，相对湿度35±5％环境下，喷体30-40℃、胶箱60-70℃、鼓轮制冷20-25℃，进行压丸；干燥：室温20-25℃，相对湿度35±5％环境下，干燥笼内干燥约22小时，干燥至软胶囊水分不大于12％；

3、更换明胶为从厂家B购买的冻力为150Bloom g的明胶，重复1、2。

所得软胶囊的漏油率统计结果如下：

表1.

实施例1湿囊皮的强度性能检测

测试设备如附图1所示，包括囊皮夹1、囊皮夹2、拉伸螺杆、定位螺杆和标尺；其中，囊皮夹1为固定夹，囊皮夹2为移动夹。

囊皮夹1、囊皮夹2：用于夹紧并固定囊皮的两端，气压夹紧；拉伸螺杆：用于水平拉动囊皮夹2及标尺，使囊皮在囊皮夹2的带动下，逐渐水平拉伸；定位螺杆：用于固定拉伸螺杆的位置，使其读数稳定；标尺：用于读取囊皮拉断瞬间的拉伸距离。

(1)从压丸机上截取左、右两侧平行的囊皮，长度36cm，宽度25cm，分别平铺于光滑的硬质平面，静置30分钟，湿囊皮在20-22℃，相对湿度35±5％环境下干燥至湿度为35-45％，按压丸机出囊皮的方向(出囊皮的方向为纵向，水平于出囊皮的方向为横向)，分别用专用裁刀进行纵向和横向等距裁割，制成宽为15mm，长为200mm的长条。样品边缘必须光滑无缺口；

一段左、右两侧囊皮为一组，左右平行共取得纵向6个样品、横向6个样品，另按上法，再截取一段左右囊皮，制备出两组囊皮样品；

以上共两组囊皮样品各纵向12个样品、横向12个样品，共24个样品，备用。

(2)取一个样品，擦去表面润滑油，调节移动夹到合适的位置，使两个囊皮夹之间的距离符合待检测囊皮的长度，把囊皮放在固定夹与移动夹上，接通压缩空气，使气缸带着夹板向下活动，压住囊皮。囊皮夹压力的大小可通过气缸前端的压力调节阀进行调节与读取。为防止拉伸中样品滑脱，囊皮两端除固定在夹具以外的部分要预留一定长度，以便于观察是否出现滑脱或在夹具中移动的现象；保持囊皮水平，不得有局部下堕或扭曲。牵拉前初始长度为30mm，记录标线初始长度L₀，以等速300mm/min下开始牵拉，在样品出现破裂时，停止牵拉，记录该位置距离标线长度L，断裂拉伸率＝(L-L₀)/L₀*100％；

样品在牵拉过程中，出现滑脱或在夹具中断裂的状况，需重新测试，测量24个样品后，断裂拉伸率取算术平均值，即为最终结果。分别对两种明胶制备的囊皮进行检测。

厚度测试：

方法：取一个横向待测样品，使用千分测厚仪，将样品水平放置于测厚仪夹口上，测厚仪使用前应经过校准回零，读取数据取两位有效数字。(所有实施例和对比例的厚度测试均采用该方法)

测得实施例1的12个横向待测样品(以B厂家明胶制备的囊皮为例)的厚度如下表所示：

表2.

断裂拉伸率结果：

计算举例：待测长条牵拉前初始长度为30mm，记录标线初始长度L₀为30mm，样品出现破裂时，停止牵拉，记录该位置距离标线长度L为90mm，按照断裂拉伸率＝(L-L₀)/L₀*100％计算，其断裂拉伸率为200％。

所测得的24个断裂拉伸率的最大值和最小值分别为390.1％，277.5％，可以看出断裂拉伸率分布均匀。

结果如下：

表3.

可以看出，同法制备的囊皮，由于明胶厂家不同，性能也会有明显差别，采用湿囊皮进行检测，断裂拉伸率分别为213.1％和333.8％，差别大，易于区分，且与实际生产中漏油率检查结果一致。

对比例1干囊皮的强度性能检测

与实施例1的区别在于，湿囊皮在20-22℃，相对湿度35±5％环境下干燥24小时，至囊皮湿度在8％以下，其余均平行同法。分别对两种明胶制备的囊皮进行检测。

厚度测试：

测得对比例1的12个横向待测样品(以A厂家明胶制备的囊皮为例)的厚度如下表所示：

表4.

可以看出，干囊皮的厚度差距较大。

断裂拉伸率结果：

所测得的24个断裂拉伸率的最大值和最小值分别为226.8％，150.7％，可以看出断裂拉伸率分布均匀。

表5.

可以看出，同法制备的两个厂家明胶的囊皮，采用干囊皮进行检测时，虽然两种囊皮存在厚度上的一定差别，断裂拉伸率分别为166.2％和181.0％，差别不大，所以仅从断裂拉伸率上来判断，难以区分。

对比例2过湿囊皮的强度性能检测

与实施例1的区别在于，用A厂家明胶制备湿囊皮，湿度在50-52％，其余均平行同法。

厚度测试结果：

表6.

断裂拉伸率结果：

对第一组切出的6个纵向待测样品进行了测试，结果如下：

314.3％、385.7％、191.0％、210.0％、281.4％、328.6％。

可以看出，过湿囊皮的厚度分布较为均匀，但是断裂拉伸率差别较大，最大值和最小值分别为385.7％、191.0％，差别较大。

二、不同处方和煮胶的工艺囊皮样品检测

胶液制备C：取明胶、增塑剂(甘油)、水，按明胶、甘油、水以100:35:100比例投料，加入化胶罐中搅拌，加热到70℃，使明胶完全溶化，真空消泡，搅拌均匀，过滤。胶液放入贮胶桶后，60℃保温3-4小时，备用。

胶液制备D：取明胶、增塑剂(甘油)、水，按明胶、甘油、水以100:40：100比例投料。甘油、水加入化胶罐中搅拌，加热到60℃，投入明胶搅拌均匀后，静置保温使明胶完全溶化，真空消泡，搅拌均匀，过滤。胶液放入贮胶桶后，55℃保温3-4小时，备用。

上述原料均来自同一厂家。

检测方法同实施例1和对比例1所述，结果如下表：

表7.

用以上两种囊皮，分别压制含20％卵磷脂的混悬软胶囊，囊皮C所制10万粒丸漏油率为0.003％、囊皮D所制10万粒丸漏油率为0。可以看出，对于不同工艺、处方导致的囊皮性能差异，本发明方法可以明显的检测出来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软胶囊囊皮机械性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将湿度32-48％的囊皮在20-22℃，相对湿度35±5％的环境中，静置20-60min，进行切割，切出长条，得待测样品；

(2)将样品两侧稳固夹在夹具两端中间，样品纵轴与两端夹具中心线重合，保持囊皮水平，记录标线初始长度L₀，以250-350mm/min等速牵拉，在样品出现破裂时，停止牵拉，记录该位置标线长度L，断裂拉伸率＝(L-L₀)/L₀*100％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，待测样品的湿度在35-40％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，静置前，先从压丸机上截取左、右两侧平行的囊皮，长度大于30cm，宽度大于20cm，分别平铺于光滑的硬质平面静置。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，切割时应分别进行纵向和横向切割，所切成长条的尺寸为宽15mm，长200mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，样品两侧除固定在夹具以外的部分要预留一定长度。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，等速牵拉的速度为300mm/min。

7.权利要求1-6任一项所述测试方法在软胶囊质量控制中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述软胶囊的内容物为溶液内容物、混悬液内容物、乳状液内容物或半固体内容物。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述软胶囊的内容物为中药混悬内容物或吸水类内容物。

10.权利要求1-7任一项所述测试方法所用的设备，其特征在于，包括囊皮夹1、囊皮夹2、拉伸螺杆、定位螺杆和标尺；其中，囊皮夹1为固定夹，囊皮夹2为移动夹。

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