2-1 實驗裝置
本研究所使用的超臨界流體微粒技術為超臨界流體分散溶液法，實驗裝置如 圖2-1 所示。實驗裝置依照實驗流程先後，主要分為三個部分：第一部份為二氧化 碳與溶液進料段，主要由兩個高壓泵浦(HPLC pump)與背壓閥(Back pressure Regulator)組成，功能為將二氧化碳與藥物溶液連續輸入至沉澱槽(Precipitation vessel)並控制系統壓力。第二部份為微粒回收段，主要由沉澱槽、恆溫水槽(Water bath)與其他鋼管、轉接頭組成的超臨界二氧化碳輸送管線，功能為微粒化的顆粒 回收與控制系統溫度。第三部份為溶劑與藥物回收段，主要由裝有水與乾燥劑的 錐形瓶與浮子流量計組成，功能為將殘留溶劑與藥物回收，並且量測二氧化碳流 量。以上三個實驗裝置區段詳細的功能敘述如下：
(1) 二氧化碳與溶液進料段
在二氧化碳與溶液進料段中，二氧化碳由二氧化碳鋼瓶(CO2 cylinder, 1)輸出，
先通過裝滿孔徑7微米的分子篩(Molecular sieve)過濾鋼瓶，將二氧化碳中可能帶有 的水氣及雜質吸附以達到純化的效果。接著經過約0℃的冷凍循環水槽(Cooler, 2) 確保二氧化碳為液態，以免造成高壓泵浦(HPLC Pump, 3)的損傷。高壓泵浦(HPLC pump, 3)將二氧化碳加壓(最大流率為99.9 mL/min、最大壓力為3000 psi )並經由一 止逆閥(Check valve, B2)進入預熱器(Preheater, 5)將二氧化碳溫度提升至操作溫度 並進入沉澱槽(Precipitation vessel, 7)。溶液則由高壓泵浦(HPLC pump, 3)加壓，經 由三向針閥(Three-way needle valve, D)進入沉澱槽中。高壓泵浦出口端裝設一壓力 錶來監控高壓泵出口壓力以及安全爆破片來避免壓力過高。沉澱槽的壓力由壓力 傳送及顯示器(Pressure transducer and indicator, 8)偵測，以背壓閥(Back pressure
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regulator, C)來調節。溫度則由熱電偶溫度量測元件(Thermometer, 9)量測。
(2) 微粒回收段
在微粒回收段中，沉澱槽由高壓鋼管、轉接頭與過濾片組成，過濾片(Stainless frit, 10)置於沉澱槽底部，孔徑為0.5微米，其功能為在進行超臨界乾燥與減壓時，
作為阻隔藥物顆粒及取樣之用。沉澱槽溫度由一恆溫水浴槽(Water bath, 4)進行控 制。藥物溶液置於樣品瓶中(Solution reservoir, 6)，以高壓泵浦(HPLC pump, 3)加壓 (最大流率為9.9 mL/min、最大壓力為6000 psi)並經止逆閥(Check valve, B3)流經三 向針閥(Three-way needle valve, D)進入毛細管噴嘴，並噴入沉澱槽。毛細管噴嘴為 雙套管式結構，如圖2-2所示。其中內管為1/16吋毛細管(內徑127微米)，用來輸送 藥物溶液；外管與沉澱槽相連接，用來輸送二氧化碳。藥物溶液於噴嘴出口處與 超臨界二氧化碳混合而生成藥物微粒，於沉澱槽中析出並堆積於濾片上。
(3) 溶劑與藥物回收段
在溶劑與藥物回收段中，微計量閥(Micrometering valve, E)用來調節離開沉澱 槽的超臨界二氧化碳流速，流速由一浮子流量計量測(Rotameter, 12)。離開沉澱槽 的超臨界二氧化碳在後端管線中由於壓力的驟減而溫度驟降，使超臨界二氧化碳 回歸氣態二氧化碳，溶劑因而凝結而與二氧化碳分離。將氣態二氧化碳通入裝有 水的錐形瓶(Solvent trap, 11)，以回收溶劑與溶於二氧化碳的藥物，其後再通入一 裝滿乾燥劑(Silica gel)的錐形瓶(Solvent trap, 11)，以去除二氧化碳中的水氣，避免 水氣在浮子流量計中凝結造成浮子阻塞。實驗裝置的各組成元件、儀器的規格、
說明、型號與廠商資料則於表2-1有詳細描述。
2-2 實驗操作步驟
2-2-1 目標藥物與色素溶解度測試
在進行SEDS 操作前，必須找出適當的溶劑來溶解藥物。飽和溶解度的量測，
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即在定溫下不斷加入藥物於溶劑中，直到無法再溶解。靜置一段時間後，取定量 澄清液滴入樣品瓶中並加熱去除溶劑，藉由加熱前後樣品瓶之重量變化，可得到 藥物在溶劑中的飽和溶解度。
2-2-2 超臨界流體分散溶液法操作步驟
超臨界流體分散溶液法操作步驟可分成五個步驟。
(1) 設備組裝、預清洗與測漏
將經過超音波震盪與去離子水清洗、烘乾的沉澱槽組裝完成後，通入二氧化 碳以除氣(Purge)的方式進行系統的預清洗，確保沉澱槽內無雜質。待預清洗完成 後，通入二氧化碳至實驗欲操作之壓力，靜置約一至二小時，觀察沉澱槽及各部 位管件接合處是否有漏氣，並以壓力計量測壓力是否有改變，若經過二小時後，
沉澱槽壓力下降量小於0.2bar，則視為系統無氣體洩漏。
(2) 超臨界二氧化碳進料
將恆溫水浴槽注滿水並使用油壓升降台車將恆溫水浴槽往上升，直至沉澱槽 本體完全沉浸在水中，開啟恆溫水浴槽將溫度提升至預設溫度，靜置一段時間後，
當系統溫度達到實驗欲操作之溫度時，將鋼瓶中之二氧化碳經一高壓泵浦(HPLC pump, 3)加壓，再經過一預熱器(Preheater, 5)，從沉澱槽頂端進入，沉澱槽壓力則 由背壓閥(Back pressure regulator, C)來調節控制。當沉澱槽達到欲操作之壓力並且 穩定後，開啟雙向針閥(Two-way needle valve, A-4)使二氧化碳從沉澱槽底部離開，
二氧化碳的流率則由微計量閥(Micrometering valve, E)進行微調，由浮子流量計讀 取。
(3) 溶液進料
當沉澱槽溫度及壓力與二氧化碳流速達到預設值且穩定後，即進行溶液進料 的輸送。在溶液輸送至沉澱槽之前，為確保進料管線中沒有殘留溶劑與空氣，先
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使用與藥物溶液相同的溶劑10 毫升由高壓泵浦(HPLC pump, 3)輸送至進料管線，
調整三向針閥(Three-way needle valve, D)將出口方向調為對外，使管線中的殘餘溶 劑、空氣排出。接著再將藥物溶液由高壓泵浦(HPLC pump, 3)輸送至進料管線，同 樣藉由三向針閥的調整，將藥物溶液排出約10 亳升，以確保進料管線充滿藥物溶 液。之後將三向針閥關閉，持續利用泵浦將藥物溶液打入管線，直到藥物液壓與 沉澱槽壓力相等，確保二化化碳不會將藥物溶液逆衝後，即打開沉澱槽頂端的三 向針閥開關，使藥物溶液經由毛細管噴入到沉澱槽中。
(4) 超臨界乾燥
待所配製之藥物溶液全部進入沉澱槽後，即停止溶液的輸送。持續通入超臨 界二氧化碳，對生成之藥物微顆粒進行超臨界乾燥，以確保微粒化的藥物無溶劑 殘留。藥物微顆粒中之殘留溶劑因超臨界二氧化碳的溶入而被帶出沉澱槽，並由 裝有水與乾燥劑的錐形瓶吸收。生成之藥物顆粒則收集在孔徑大小為 0.5 微米的 金屬過濾片上。超臨界乾燥的時間視噴入的溶液量與所使用的溶劑沸點而定，一 般約為1 小時至 2 小時。
(5) 減壓與後清洗
當微粒乾燥完成後，關閉二氧化碳進料閥(Valve, A3)與高壓泵(HPLC pump, 3) 以停止二氧化碳的輸送，並將沉澱槽減壓。壓力從操作壓力減壓至常壓所需時間 約1 至 1.5 小時左右，出口二氧化碳流量控制在每分鐘 1.5 公升左右。減壓時不可 太快，否則會因擠壓顆粒，而造成顆粒聚集。當沉澱槽壓力降至常壓後，即拆卸 沉澱槽，將收集於濾片上的藥物顆粒取出。之後再對沉澱槽及管線進行清洗與烘 乾，以進行下一次的實驗。
2-3 分析方法
在分析方法方面，本研究主要探討經超臨界流體分散溶液法處理前後，藥物
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與色素顆粒晶貌(Crystal habit)與粒徑大小、多晶型特性、熱效應、化學結構與其他 物理、化學性質之改變。本研究所採用的分析方法，介紹如下：
2-3-1 顆粒晶貌及大小 (1) 電子顯微鏡分析
本研究利用掃瞄式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)。進行藥物 與色素顆粒處理前後外觀與晶貌之分析。分析前須將粉末進行一些前處理：取一 定量藥物粉末，沾黏於附有碳膠帶的金屬盤上，並於真空中鍍金。之後以掃瞄式 電子顯微鏡，拍攝顆粒晶貌並以電子檔方式儲存。掃瞄式電子顯微鏡(JEOL JSM-5600)之分析於台灣大學昆蟲系進行。
(2) 粒徑分布計算
將掃瞄式電子顯微鏡拍攝出的照片電子檔以影像軟體 ImageJ 進行分析 (Abramoff et al., 2004)，於 SEM 照片上，選取 100 至 200 顆完整之結晶顆粒，量測 其粒徑長度，利用統計方法求出其平均粒徑與粒徑分佈。
2-3-2 多晶型特性分析
本研究使用 X 光繞射儀(X-Ray Diffractometer, XRD)，進行藥物與色素粉體處 理前後之多晶型性質量測。分析前須將藥物粉末進行一些前處理：取一定量粉末 填至壓克力樣品凹槽上，用玻璃片將藥粉抹平後進行 X 光繞射分析。X 光繞射角 度由5 度掃描至 40 度，掃描速率為每分鐘 3 度。X 光繞射儀 (PANalytical, X’pert) 之分析於台灣大學化學工程學系共同儀器室進行。
2-3-3 熱效應分析
本研究使用熱示差掃描分析儀(Differential Scanning Calorimeter, DSC)，進行藥 物與色素粉體經超臨界反溶劑處理前後。多晶型熔點是否有改變。熱示差掃描分
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析儀之掃瞄速率為每分鐘10 ℃。熱示差掃描分析儀(PerkimElmer, Jade DSC)之分析 於台灣大學化學工程學系熱力與超臨界技術實驗室進行。
2-3-4 定性分析
(1) 傅立葉轉換紅外線光譜分析
本研究使用傅立葉轉換紅外線光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)，進行藥物與色素定性分析。FTIR 為鑑定化合物官能基的一項有力工具，化 合物中分子中的原子會振動或轉動，每一個振動或轉動都會產生一個紅外光吸收 峰，因此特定官能基有特定的吸收帶，並藉由不同吸收位置用來鑑定化合物分子 所 含 官 能 基 及 其 相 對 含 量 。 由 於 有 機 物 的 重 要 的 吸 收 帶 介 於 波 數 為 4,000cm-1~1000cm-1 的範圍，因此在本研究中藥物與色素的光譜圖皆定於此範圍內。
分 析 流 程 如 下 ： 取 一 定 量 粉 末 置 於 硒 化 鋅(ZnSe) 單 晶 上 ， 掃 描 波 數 範 圍 在 4000~1000 cm-1之間，掃描次數為10 次，解析度為 4 cm-1。傅氏轉換紅外線吸收 光譜(PerkinElmer, Spectrum 100 series)之分析於台灣大學化學工程學系熱力與超臨 界技術實驗室進行。
(2) 紫外光與可見光譜分析
本研究使用紫外光與可見光譜儀(Ultraviolet-visible spectrometry)進行藥物與色 素定性與定量分析。紫外線及可見光吸收光譜法，是利用物質分子會吸收特定波 長的光線來鑑定物質種類的一種分析方法。不同的物質，具有不同的分子，因此 在光譜圖上會有不同位置的吸收峰。若為同一種物質，在同一種溶劑、濃度、溫 度等相同環境下，其吸收峰的位置與強度應完全一致，因此紫外與可見光譜分析
本研究使用紫外光與可見光譜儀(Ultraviolet-visible spectrometry)進行藥物與色 素定性與定量分析。紫外線及可見光吸收光譜法，是利用物質分子會吸收特定波 長的光線來鑑定物質種類的一種分析方法。不同的物質，具有不同的分子，因此 在光譜圖上會有不同位置的吸收峰。若為同一種物質，在同一種溶劑、濃度、溫 度等相同環境下，其吸收峰的位置與強度應完全一致，因此紫外與可見光譜分析