引言

藥用明膠作為硬膠囊、軟膠囊及膠類中藥制劑的核心輔料，其凝膠強(qiáng)度（亦稱凝凍強(qiáng)度或凍力）是決定產(chǎn)品品質(zhì)的最核心物理性能指標(biāo)之一。凝膠強(qiáng)度直接影響軟膠囊的成型性、硬膠囊的崩解行為以及膠類中藥的臨床療效。

2025年10月1日，2025年版《中華人民共和國(guó)藥典》正式實(shí)施。其中，四部通則0634《凝膠強(qiáng)度測(cè)定法》將藥用明膠等膠凝材料的凝膠強(qiáng)度檢測(cè)納入標(biāo)準(zhǔn)化框架。該通則明確要求：藥用明膠的凝凍強(qiáng)度定義為在10℃±0.1℃條件下，直徑12.7mm的圓柱探頭以0.5mm/s速度穿透6.67%明膠溶液凝膠表面4mm時(shí)的最大作用力值，單位以Bloom g計(jì)。這一規(guī)范確保了不同實(shí)驗(yàn)室間的檢測(cè)結(jié)果具有良好的可比性和重現(xiàn)性。

本文將從標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)、測(cè)試原理、樣品制備、儀器操作、數(shù)據(jù)報(bào)告到關(guān)鍵控制點(diǎn)，為藥用明膠生產(chǎn)企業(yè)提供一套完整的凝膠強(qiáng)度檢測(cè)方案。

一、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)與檢測(cè)定位

藥用明膠的凝膠強(qiáng)度檢測(cè)主要依據(jù)兩大標(biāo)準(zhǔn)體系：

1. 2025版《中國(guó)藥典》四部通則0634《凝膠強(qiáng)度測(cè)定法》

通則0634明確了凝膠強(qiáng)度的定義：“凝膠強(qiáng)度系用探頭垂直作用于供試品的力表示，即在特定的測(cè)定溫度下，將特定面積的探頭以一定速率下降至供試品表面下某一固定距離時(shí)所需的力"。測(cè)定結(jié)果通常轉(zhuǎn)化為重量來(lái)表示，單位為g（明膠行業(yè)常用Bloom g，與g一致）。凝膠強(qiáng)度法用于測(cè)定供試品的凝膠強(qiáng)度（亦稱凝凍強(qiáng)度），以評(píng)價(jià)其在特定條件下所形成的凝膠的力學(xué)性能。

2. 國(guó)標(biāo)GB 6783-2013《食品添加劑 明膠》

GB 6783-2013同樣采用勃魯姆（Bloom）法測(cè)定明膠的凝凍強(qiáng)度，其原理與藥典0634高度一致：在規(guī)定的條件下，向直徑為12.7mm的圓柱內(nèi)壓入含6.67%明膠溶液的膠凍表面以下4mm時(shí)，所施加的力代表凝凍強(qiáng)度，以Bloom g為單位。

在行業(yè)實(shí)踐中，藥用明膠的凝膠強(qiáng)度通常要求≥200 Bloom g。明膠行業(yè)習(xí)慣將凝膠強(qiáng)度在150 Bloom以下的稱為低凍力明膠，150-250 Bloom稱為中高凍力明膠，250 Bloom以上稱為高凍力明膠。

二、測(cè)試原理：勃魯姆（Bloom）法的物理本質(zhì)

藥用明膠凝膠強(qiáng)度檢測(cè)所采用的方法，是國(guó)際通用的勃魯姆（Bloom）測(cè)試法。

測(cè)試原理：將規(guī)定濃度（6.67%）的明膠溶液在特定溫度（10℃）下冷卻形成膠凍，用直徑12.7mm的圓柱形探頭，以0.5mm/s的恒定速度垂直下壓膠凍表面4.0mm時(shí)，所承受的最大力值即為凝膠強(qiáng)度，以Bloom g為單位。

這一測(cè)試方法的物理本質(zhì)是抗穿透力測(cè)定。探頭穿刺凝膠的過(guò)程，是破壞明膠分子鏈交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需克服的力學(xué)阻力。探頭穿刺過(guò)程中記錄到的峰值力值，綜合反映了凝膠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密程度和分子間作用力的強(qiáng)弱。

三、樣品制備：標(biāo)準(zhǔn)化是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提

樣品制備是凝膠強(qiáng)度檢測(cè)中最容易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)。以下為完整的標(biāo)準(zhǔn)化制備流程：

第一步：精確稱量

使用精度不低于0.1mg的分析天平，精確稱取明膠樣品7.50g。稱量精度直接影響膠液濃度的準(zhǔn)確性。

第二步：配制膠液

將稱量好的明膠樣品置凍力瓶?jī)?nèi)，加水制成6.67%的膠液（即7.5g樣品加105ml水）。濃度偏差會(huì)直接影響凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成密度，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)度值系統(tǒng)偏離。

第三步：溶脹

加蓋，放置1-4小時(shí)，使明膠樣品充分吸水溶脹。

第四步：溶解

在65℃±2℃的水浴中攪拌加熱15分鐘，使供試品溶解。溶解過(guò)程中需緩慢攪拌，避免引入氣泡。

第五步：冷卻與恒溫

將凍力瓶水平放置在10℃±0.1℃的恒溫水浴中，保持16-18小時(shí)。樣品制備過(guò)程中，可選用專用的凝膠測(cè)試探頭，對(duì)樣品杯中心點(diǎn)進(jìn)行穿刺測(cè)試。這一過(guò)程中，明膠分子鏈充分交聯(lián)，形成穩(wěn)定的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

四、儀器設(shè)備要求

一臺(tái)符合藥典及國(guó)標(biāo)要求的凝膠強(qiáng)度測(cè)試儀（凍力儀）應(yīng)滿足以下核心性能：

1. 探頭系統(tǒng)

• 探頭規(guī)格：直徑12.7mm的圓柱形探頭

• 探頭要求：表面光滑、邊緣尖銳

2. 力值測(cè)量系統(tǒng)

• 測(cè)量誤差：≤±1%

• 分辨率：≥0.01N（約1g）

3. 位移與速度控制

• 測(cè)試速度：0.5mm/s（30mm/min）

• 位移精度：0.01mm

4. 溫控系統(tǒng)

• 恒溫溫度：10.0℃±0.1℃

• 恒溫時(shí)間：16-18小時(shí)

5. 樣品容器

• 規(guī)格：內(nèi)徑59±1mm、高度85mm的標(biāo)準(zhǔn)凍力瓶

五、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試操作流程

第一步：樣品取出與準(zhǔn)備

將凍力瓶從恒溫水浴中迅速移出，擦干外壁水分。從恒溫槽取出到完成測(cè)試，一般要求在2分鐘內(nèi)完成。

第二步：樣品定位

將樣品瓶置于測(cè)試臺(tái)上，Bloom廣口瓶的中心對(duì)準(zhǔn)探頭，探頭位于樣品表面的中心點(diǎn)。

第三步：執(zhí)行穿刺測(cè)試

當(dāng)探頭接觸凝膠表面并達(dá)到設(shè)定好的觸發(fā)力時(shí)，測(cè)試開(kāi)始。探頭以0.5mm/s的目標(biāo)速度穿刺進(jìn)明膠樣品中，刺入深度為4mm。中國(guó)藥典0634規(guī)定測(cè)試速度可在0.5～1.0mm/s范圍內(nèi)選擇，建議統(tǒng)一采用0.5mm/s以保證數(shù)據(jù)的可比性。

第四步：數(shù)據(jù)記錄

探頭刺入至4mm深度后縮回。儀器以Bloom克為單位的峰值力即為該次測(cè)量的凝膠強(qiáng)度值。

第五步：重復(fù)測(cè)試

取兩份樣品分別進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算兩次結(jié)果的平均值。結(jié)果取整數(shù)。

六、數(shù)據(jù)報(bào)告與合規(guī)要求

1. 結(jié)果表達(dá)

• 凝膠強(qiáng)度以Bloom g（勃魯姆克） 為單位報(bào)告

• 結(jié)果取兩次平行測(cè)量的平均值，取整數(shù)

2. 合格判定

藥用明膠的凝膠強(qiáng)度通常要求≥200 Bloom g。凍力強(qiáng)度應(yīng)不低于180 Bloom g。具體限值應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或購(gòu)銷合同確定。

3. 數(shù)據(jù)完整性要求

根據(jù)2025版藥典及GMP規(guī)范，檢測(cè)數(shù)據(jù)需滿足：

• 完整數(shù)據(jù)記錄：包括樣品信息、測(cè)試參數(shù)、力-位移曲線

• 可追溯性：具備審計(jì)追蹤與電子簽名功能

• 報(bào)告內(nèi)容：儀器型號(hào)、校準(zhǔn)證書(shū)編號(hào)、測(cè)試日期、操作人員

七、影響檢測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵控制點(diǎn)

1. 溫度控制

凝膠強(qiáng)度對(duì)溫度極為敏感。研究表明，溫度從10℃升至10.5℃可能導(dǎo)致Bloom值下降5%～8%。藥典0634通則要求恒溫水浴箱的控溫精度達(dá)到±0.1℃。樣品從恒溫槽取出后必須迅速完成測(cè)試。

2. 樣品濃度

6.67%的濃度必須精確控制。濃度偏差會(huì)直接影響凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成質(zhì)量。稱量建議使用精度不低于0.1mg的分析天平。

3. 氣泡控制

樣品制備過(guò)程中需避免氣泡的影響，必要時(shí)可用抽真空脫氣或超聲脫氣等方式消除氣泡。氣泡會(huì)導(dǎo)致力-位移曲線出現(xiàn)異常波動(dòng)。

4. 探頭維護(hù)

探頭需定期檢查——直徑是否在12.7mm±0.01mm范圍內(nèi)、邊緣是否保持90°銳利直角。發(fā)現(xiàn)磨損或圓鈍立即更換。

5. 恒溫時(shí)間

16-18小時(shí)的恒溫時(shí)間確保明膠分子鏈充分交聯(lián)。時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)未充分形成，強(qiáng)度值偏低；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則可能發(fā)生脫水或老化。

常見(jiàn)問(wèn)題解答

問(wèn)：2025版藥典0634通則與國(guó)標(biāo)GB 6783-2013在凝膠強(qiáng)度測(cè)定方法上有何區(qū)別？

答：兩者在核心測(cè)試參數(shù)上高度一致——探頭規(guī)格均為12.7mm圓柱形探頭、測(cè)試速度均為0.5mm/s、穿刺深度均為4mm、樣品濃度均為6.67%。0634通則針對(duì)藥用明膠及輔料的特定要求進(jìn)行了補(bǔ)充與細(xì)化，一臺(tái)符合0634通則要求的凝膠強(qiáng)度測(cè)試儀通常也能滿足GB 6783-2013的檢測(cè)要求。

問(wèn)：藥用明膠的凝膠強(qiáng)度合格標(biāo)準(zhǔn)是多少？

答：藥用明膠的凝膠強(qiáng)度通常要求≥200 Bloom g。硬膠囊用明膠的凍力強(qiáng)度應(yīng)不低于180 Bloom g。具體限值應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或購(gòu)銷合同確定。明膠行業(yè)將150 Bloom以下稱為低凍力明膠，150-250 Bloom稱為中高凍力明膠，250 Bloom以上稱為高凍力明膠。

問(wèn)：樣品從恒溫槽取出后為什么必須迅速完成測(cè)試？

答：凝膠強(qiáng)度對(duì)溫度極為敏感。樣品取出后溫度會(huì)逐漸上升，導(dǎo)致測(cè)定值偏離真實(shí)值。從恒溫槽取出到完成測(cè)試一般要求在2分鐘內(nèi)完成。溫度從10℃升至10.5℃可能導(dǎo)致Bloom值下降5%～8%。

問(wèn)：凝膠強(qiáng)度測(cè)試中氣泡會(huì)帶來(lái)什么影響？如何避免？

答：氣泡會(huì)導(dǎo)致力-位移曲線出現(xiàn)異常尖峰或鋸齒狀波動(dòng)，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。樣品制備過(guò)程中需避免氣泡的影響——溶解過(guò)程中輕柔攪拌，必要時(shí)可用抽真空脫氣或超聲脫氣等方式消除氣泡。合格的凝膠表面應(yīng)無(wú)可見(jiàn)氣泡、平整光滑。

問(wèn)：凝膠強(qiáng)度測(cè)試儀需要多久校準(zhǔn)一次？

答：建議每月使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行力值簡(jiǎn)易驗(yàn)證，每年委托具備資質(zhì)的第三方計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面檢定。力值傳感器的準(zhǔn)確性和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)速度的穩(wěn)定性需通過(guò)周期性驗(yàn)證來(lái)保證。每次測(cè)試前應(yīng)確認(rèn)測(cè)試臺(tái)與恒溫水浴箱保持水平。