药物粉体是绝大多数药物制剂的主体，其疗效不仅取决于药物的种类，而且很大程度上取决于构成药物的粉体的性能，包括粒度、形状、表面特性等各种参数。 药物粉体的比表面积和孔径与粉末颗粒的粒径、吸湿性、溶解度、溶出度和压实度等性能有关，不仅如此，比表面在粉体的流动和黏附性能中也起着重要作用，最终影响药物的生物利用度。 在此背景下，《中国药典》 2020版四部通则增加和修订了许多理化分析内容，包括比表面积测定法和固体密度测定法等物理参数的测定。
气体吸附法测定比表面和孔径分布，许多制药行业的用户尚不知晓。 近年来，随着纳米技术的发展和新药品的成功开发，需要进行比表面积和孔径分析的材料越来越多，不再局限于传统的多孔材料、催化材料、粉体材料，众所周知，药物比表面积分析已经进入2020版中国药典
例如，COF材料。 2007年，Yaghi团队在不断研究金属有机框架聚合物( MOF )后，首次报道了共价有机框架聚合物( COF )。 自从这种低密度、高比表面、易修饰的改性和功能化研究开始以来，在气体储存与分离、多相催化、储存材料、光电、传感器和药物传递等领域显示出优异的应用前景，并已经发展成为纳米药物载体。
但是，困扰众多检测和科研人员多年的问题是“如何判断我们样品的比表面积和孔径分析结果的正确性”。 要回答这个问题，首先必须讨论“如何正确地制作样品”。 或者“如何制作样本，才能使下一个分析数据更可靠呢？”？
在进行气体吸附实验或测量之前，需要去除固体样品表面和孔中的水蒸气和杂质气体等污染物。 该样品的制备过程一般在真空加热的条件下进行，称为出气。 脱气温度、脱气时间及脱气真空度均与比表面积值有关，因此，BET比表面积的结果因脱气条件而异。
如何避免样品处理引起的误差？ 原料药和辅料99%为有机化合物，比表面积低，易受热分解，在测定吸附等温线前进行真空脱气，不仅要去除样品表面和孔隙中的物理吸附物质，而且要避免样品表面不可逆的变化。
图1 iBox 26全自动智能出气站功能说明
一种可能的方法是通过热重分析、光谱法或采用不同时间和温度脱气条件的试验找出脱气的最高温度。 目前，理化联科iBox 26全自动智能脱气站真空脱气技术提供了另一种解决方法。 该技术利用内置压力传感器测量残留气体的压力，只要压力在15分钟内维持稳定值，即可自动判断脱气完成(图2 )。 该程序也能够确认系统有无泄漏(图3 )。
图2 iBox 26脱气压力、脱气温度、升温速度、保温时间的控制
图3脱气压力变化示意图
该脱气站内置压力传感器，可自动控温、控压，具有高温炉全自动升降功能。 可以减少制药行业用户人工干预，保证样品处理条件的一致性。
图4 iBox 26的内部概况
样品管接地缓冲装置可以避免电梯上升过程中样品管的碰撞，保证样品管与炉底接触，均匀受热
(点击观看自动电梯高温炉视频)
初学者如何判断脱气完成？ 即使没有接触过的样品或首次使用比表面和孔径分析仪的操作人员，也可以使用iBox 26提供的AI脱气完成自动判定模式处理样品(图6 )。 根据ISO9277-2010，脱气温度是在压力控制下传递的，以避免样品受热分解。 软件判断脱气完成后，自动停止脱气，避免人为因素，防止样品结构受损。 这对制药行业特别重要。
图5 iBox 26的压力控制温度阶段性上升，自动判断脱气完成终点
孔道崩塌的风险如何化解？ MOF和COF等都是敏感材料，快速加热会释放出强蒸汽，破坏脆弱的结构，脱气不当容易导致微孔崩解。 iBox压力控制加热程序可以根据真空条件下脱气过程中多孔材料产生的气体压力改变加热速度，通过压力和PFC自动排气速度调整的联动保持压力的稳定。 由于样品表面脱附的物质超过了一定的压力极限PL，升温停止，温度保持不变，直到压力降至极限以下，此时系统继续升温，该程序能有效避免介孔中的结构变化。
图6 iBox26为理化联科iPore 400/600全自动比表面积和孔径分析仪标准配置(
可以根据样品的脱气需求选择机械泵(标配)或分子泵(选项)
如何消除脱气温过高的分解风险？ 药品多为有机化合物，大部分软化温度和玻璃化温度较低，脱气站进行预处理时必须控制脱气温度。 例如，美国药典( USP )规定硬脂酸镁的脱气温度为40 。 但大多数脱气站加热包或陶瓷炉的控温允许误差高达10 ，药品和辅料脱气温度过高容易导致降解，这也是医药行业样品表面处理的实际应用难题。
图7 iBox 26的软件控制接口
从那里可以实时监视加热温度、样品温度、真空度、各脱气站阀状态
iBox 26内置32位电子电路和全触摸屏设计，触摸屏预装图形化操作软件，温度控制精度达到0.02。 另外，PFC系统通过精确控制抽真空和回填的速度，可以解决COF类低密度样品抽真空时易抽吸的难点问题。
要想做好工作，一定要先发制人。 优质的脱气制备单元是确保比表面积和孔隙分析数据精度的保证。
—— 2020年7月20日
附属： iBox 26全自动智能脱气站产品介绍：
500度/600度脱气温度范围
iBox26采用铜合金等温体加热系统代替传统的加热包和陶瓷体，有效保障恒温区控温精度和高温脱气的应用需求。 iBox26T的温度范围为600度，可以满足产生的化学吸附样品的解吸要求。
l多种样品预处理模式选择，全自动AI智能判断
iBox26全自动智能脱气系统采用多种样品预处理模式(1) AI智能判定模式)2)传统模式，即固定脱气温度和固定脱气时间)3)易飞溅样品模式)4)易沸腾样品模式)5)定制模式软件可一键设定脱气条件，快速制定出适合自身样品的多孔材料预处理方案。
l防止气路污染，提高脱气效果
集成10.2英寸触摸屏PAD，可编程控制设定脱气温度、压力及流量，PFC系统精确控制抽真空和惰性气体回填的速度，避免超轻和分析样品回吸造成的气路污染，实现样品脱气效果
l适用于各种尺寸的样品管
iBox26可定制加热炉体应用于各种尺寸比表面分析仪的样品管，具有广泛的兼容性。
机器参数
型号
iBox26
iBox26T
脱气口
4个或6个
六个
脱气温度范围
环境温度最高到500
环境温度最高到600
升温速度
0-50/分钟
升温精度
0.1温度上升抑制
温度显示精度
0.01
编程控制
是
是
压力传感器
1000乇
可选1000 torr 10torr
真空泵
机械泵
机械泵或分子泵
作者简介：