Cryo-TEM이 선호되는 이유는 급속 동결 과정을 통해 나노에멀젼을 본래의 액체 상태로 유지하기 때문입니다. 탈수 및 염색이 필요하여 종종 방울이 붕괴되거나 변형되는 표준 TEM과 달리, Cryo-TEM은 시료의 실제 내부 형태와 분포를 보존합니다. 이를 통해 열 손상이나 건조로 인한 인공물 없이 약물 결정화 및 방울의 단분산성과 같은 구조적 세부 사항을 직접 관찰할 수 있습니다.
초저온에서 시료를 급속 동결함으로써 Cryo-TEM은 전통적인 현미경의 파괴적인 준비 단계를 우회합니다. 이는 제형의 실제 상태를 여과 없이 고해상도로 보여주어, 준비 과정의 인공물이 아닌 실제 제품을 반영하는 데이터를 보장합니다.
연성 물질 이미징의 어려움
탈수 인공물
나노에멀젼은 액체 시스템입니다. 표준 TEM으로 이미징하려면 시료는 현미경의 진공 상태를 견디기 위해 일반적으로 건조되어야 합니다.
이 과정은 연속상을 제거하여 부드러운 나노 방울이 붕괴되거나 응집되는 원인이 됩니다.
염색의 문제점
표준 TEM은 종종 대비를 생성하기 위해 중금속 염색을 사용합니다.
경질 재료에는 효과적이지만, 이러한 염료는 연성 물질의 미세한 세부 사항을 가리거나 방울의 표면 외관을 변경하는 화학적 변화를 유발할 수 있습니다.
본래 상태 보존
급속 동결 기술
Cryo-TEM은 초저온에서 시료를 빠르게 동결하는 유리화 과정을 사용합니다.
이는 액체 성분을 즉시 "고정"하여 에멀젼의 본래 액체 환경에서의 스냅샷을 만듭니다.
구조 변형 방지
시료가 탈수되지 않기 때문에 방울은 원래 모양과 부피를 유지합니다.
이는 전통적인 방법을 사용하는 연구자들에게 자주 잘못된 정보를 제공하는 열 손상 및 수축의 위험을 제거합니다.
중요한 구조적 통찰력 확보
내부 형태 시각화
Cryo-TEM은 방울의 윤곽뿐만 아니라 내부까지 투명하게 보여줍니다.
이를 통해 미세 구조를 확인하고 오일 상 내부에서 발생하는 약물 결정화와 같은 잠재적인 문제를 식별할 수 있습니다.
진정한 단분산성 확인
입자 크기 분포를 정확하게 평가하고 방울이 균일한 구형인지 확인할 수 있습니다.
공간 배열이 보존되기 때문에 건조된 시료에서 종종 손실되는 진정한 나노 방울과 팽창된 미셀을 구별할 수 있습니다.
피해야 할 일반적인 함정
응집물 오해
표준 TEM을 사용할 때 용매가 증발하면서 방울이 종종 뭉칩니다.
제형의 실제 입자 응집으로 이러한 건조 인공물을 오해하지 마십시오. 그렇게 하면 불필요한 공정 변경으로 이어질 수 있습니다.
표면 형태에 대한 과도한 의존
표준 TEM은 대략적인 구형 모양을 보여줄 수 있지만, 내부 복잡성을 드러내는 데는 종종 실패합니다.
표준 TEM에만 의존하면 약물 전달 성능에 영향을 미칠 수 있는 내부 상 분리 또는 결정화를 놓칠 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
나노에멀젼을 특성화하는 경우, 현미경 선택이 데이터의 신뢰성을 결정합니다.
- 주요 초점이 공정 최적화라면: Cryo-TEM을 사용하여 실제 입자 크기 분포를 기반으로 계면활성제 비율 및 교반 공정에 대한 정확한 피드백을 얻으십시오.
- 주요 초점이 구조적 무결성이라면: Cryo-TEM을 사용하여 내부 약물 결정화를 감지하고 미셀 및 방울과 같은 다른 콜로이드 구조를 구별하십시오.
- 주요 초점이 기본 형태라면: 표준 TEM은 대략적인 모양 추정치를 제공할 수 있지만, 탈수 인공물이 크기 측정값을 왜곡하는지 주의하십시오.
Cryo-TEM은 현미경을 대략적인 추정 도구에서 제형의 액체 현실에 대한 정밀한 진단 도구로 변화시킵니다.
요약 표:
| 특징 | 표준 TEM | Cryo-TEM |
|---|---|---|
| 시료 상태 | 탈수됨 (건조) | 유리화됨 (본래 액체) |
| 구조적 무결성 | 방울이 붕괴되거나 변형될 수 있음 | 원래 모양과 부피가 보존됨 |
| 인공물 위험 | 높음 (건조 및 염색) | 최소 (급속 동결) |
| 내부 세부 정보 | 종종 염료에 의해 가려짐 | 내부 상의 고해상도 |
| 가장 적합한 용도 | 경질 재료 / 대략적인 모양 | 정밀한 연성 물질 진단 |
정밀한 제형 최적화
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참고문헌
- Omar Sarheed, Markus Drechsler. Formation of stable nanoemulsions by ultrasound-assisted two-step emulsification process for topical drug delivery: Effect of oil phase composition and surfactant concentration and loratadine as ripening inhibitor. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118952
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