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，其凝膠強度（亦稱凝凍強度或凍力）是決定產(chǎn)品品質(zhì)的最核心物理性能指標之一。凝膠強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《中華人民共和國藥典》正式實施。其中，四部通則0634《凝膠強度測定法》將藥用明膠等膠凝材料的凝膠強度檢測納入標準化框架。該通則明確要求：藥用明膠的凝凍強度定義為在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時的最大作用力值，單位以Bloom g計。這一規(guī)范確保了不同實驗室間的檢測結(jié)果具有良好的可比性和重現(xiàn)性。

本文將從標準依據(jù)、測試原理、樣品制備、儀器操作、數(shù)據(jù)報告到關(guān)鍵控制點，為藥用明膠生產(chǎn)企業(yè)提供一套完整的凝膠強度檢測方案。

一、標準依據(jù)與檢測定位

藥用明膠的凝膠強度檢測主要依據(jù)兩大標準體系：

1. 2025版《中國藥典》四部通則0634《凝膠強度測定法》

通則0634明確了凝膠強度的定義：“凝膠強度系用探頭垂直作用于供試品的力表示，即在特定的測定溫度下，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所需的力"。測定結(jié)果通常轉(zhuǎn)化為重量來表示，單位為g（明膠行業(yè)常用Bloom g，與g一致）。凝膠強度法用于測定供試品的凝膠強度（亦稱凝凍強度），以評價其在特定條件下所形成的凝膠的力學(xué)性能。

2. 國標GB 6783-2013《食品添加劑 明膠》

GB 6783-2013同樣采用勃魯姆（Bloom）法測定明膠的凝凍強度，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，所施加的力代表凝凍強度，以Bloom g為單位。

在行業(yè)實踐中，藥用明膠的凝膠強度通常要求≥200 Bloom g。明膠行業(yè)習(xí)慣將凝膠強度在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、測試原理：勃魯姆（Bloom）法的物理本質(zhì)

藥用明膠凝膠強度檢測所采用的方法，是國際通用的勃魯姆（Bloom）測試法。

測試原理：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，所承受的最大力值即為凝膠強度，以Bloom g為單位。

這一測試方法的物理本質(zhì)是抗穿透力測定。探頭穿刺凝膠的過程，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弱。

三、樣品制備：標準化是數(shù)據(jù)準確的前提

樣品制備是凝膠強度檢測中最容易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)。以下為完整的標準化制備流程：

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確性。

第二步：配制膠液

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

第三步：溶脹

加蓋，放置1-4小時，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。樣品制備過程中，可選用專用的凝膠測試探頭，對樣品杯中心點進行穿刺測試。這一過程中，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

一臺符合藥典及國標要求的凝膠強度測試儀（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. 力值測量系統(tǒng)

• 測量誤差：≤±1%

• 分辨率：≥0.01N（約1g）

3. 位移與速度控制

• 測試速度：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℃

• 恒溫時間：16-18小時

5. 樣品容器

• 規(guī)格：內(nèi)徑59±1mm、高度85mm的標準凍力瓶

五、標準化測試操作流程

第一步：樣品取出與準備

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

將樣品瓶置于測試臺上，Bloom廣口瓶的中心對準探頭，探頭位于樣品表面的中心點。

第三步：執(zhí)行穿刺測試

當(dāng)探頭接觸凝膠表面并達到設(shè)定好的觸發(fā)力時，測試開始。探頭以0.5mm/s的目標速度穿刺進明膠樣品中，刺入深度為4mm。中國藥典0634規(guī)定測試速度可在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量的凝膠強度值。

第五步：重復(fù)測試

取兩份樣品分別進行測定，計算兩次結(jié)果的平均值。結(jié)果取整數(shù)。

六、數(shù)據(jù)報告與合規(guī)要求

1. 結(jié)果表達

• 凝膠強度以Bloom g（勃魯姆克） 為單位報告

• 結(jié)果取兩次平行測量的平均值，取整數(shù)

2. 合格判定

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

3. 數(shù)據(jù)完整性要求

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

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

• 可追溯性：具備審計追蹤與電子簽名功能

• 報告內(nèi)容：儀器型號、校準證書編號、測試日期、操作人員

七、影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵控制點

1. 溫度控制

凝膠強度對溫度極為敏感。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到±0.1℃。樣品從恒溫槽取出后必須迅速完成測試。

2. 樣品濃度

6.67%的濃度必須精確控制。濃度偏差會直接影響凝膠網(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

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

4. 探頭維護

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. 恒溫時間

16-18小時的恒溫時間確保明膠分子鏈充分交聯(lián)。時間不足會導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)未充分形成，強度值偏低；時間過長則可能發(fā)生脫水或老化。

常見問題解答

問：2025版藥典0634通則與國標GB 6783-2013在凝膠強度測定方法上有何區(qū)別？

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

問：藥用明膠的凝膠強度合格標準是多少？

答：藥用明膠的凝膠強度通常要求≥200 Bloom g。硬膠囊用明膠的凍力強度應(yīng)不低于180 Bloom g。具體限值應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標準或購銷合同確定。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：樣品從恒溫槽取出后為什么必須迅速完成測試？

答：凝膠強度對溫度極為敏感。樣品取出后溫度會逐漸上升，導(dǎo)致測定值偏離真實值。從恒溫槽取出到完成測試一般要求在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：凝膠強度測試中氣泡會帶來什么影響？如何避免？

答：氣泡會導(dǎo)致力-位移曲線出現(xiàn)異常尖峰或鋸齒狀波動，嚴重影響數(shù)據(jù)準確性。樣品制備過程中需避免氣泡的影響——溶解過程中輕柔攪拌，必要時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)無可見氣泡、平整光滑。

問：凝膠強度測試儀需要多久校準一次？

答：建議每月使用標準砝碼進行力值簡易驗證，每年委托具備資質(zhì)的第三方計量機構(gòu)進行全面檢定。力值傳感器的準確性和驅(qū)動系統(tǒng)速度的穩(wěn)定性需通過周期性驗證來保證。每次測試前應(yīng)確認測試臺與恒溫水浴箱保持水平。