技术共探丨9个应用场景站C位，是你想拥有的扫描电镜吗

电镜技术对医药领域影响深远，药物的研发的整个流程电镜都起到了不可替代的作用，从植物性、动物性、矿物性生药的鉴别和质量检测，到药物对疾病的作用机理研究，甚至现阶段最先进的纳米药物的研发都离不开电镜的辅助，随着电镜技术的持续改进，在未来医药领域势必更加重要，为世界医疗领域做出更大的贡献。

2  药物晶型研究

多晶型在固体药物中是一种常见现象。药物的晶型不仅对药物的理化性质有影响，还与制剂制备工艺、质量以及稳定性有关。不同的药物晶型可能药效不同，有些晶型甚至具有毒性，选择合适的晶型药用意义重大。

稳定性也是药物重要特性，通常，在一定条件下最稳定的晶型只有一个，其他亚稳态晶型都有向稳定晶型转变的趋势。临床使用的药物需要具备一定的稳定性，有利于保证临床应用中药物的疗效不发生变化。

在药物制剂制备工艺对晶型产生影响的同时，晶体药物同时影响着药物生产过程。多晶型可以表现出不同的物理和机械特性，这些特性影响着药物的可加工性。

通常不同的多晶型具有特定的形态，SEM的超高放大倍数，可以拍到纳米尺度的药物晶体，在一定程度上，可以帮助我们研究该药物的多晶型。

同一药物多晶型晶体

同一药物多晶型转变

3  包材脱片（脱屑）研究

在玻璃包材的使用中，需要注意的是包材与药液是否会发生反应，判断包材是否溶解、迁移和脱落是对包材性能优劣以及医药安全性的评估中重要的环节，使用SEM可以对包材脱片（脱屑）进行判断。

脱片：玻璃包材中主要成分为SiO2，遇到部分碱性药液时，容易发生反应，脱片反应是一种化学反应且这种反应会对玻璃的内表面造成永久性的“伤害”。

下图展示了扫描电子显微镜在药用玻璃内表面微观形貌领域的研究-----以脱片为例（医药&包装）。

包材脱片实例

正常包材样品

脱屑：在塑料包材的使用中，当药液在某些环境中可能析出具有一定硬度晶体，而这些晶体很容易和瓶身或者瓶底接触，造成划痕，会产生塑料碎屑分散在药液里。脱屑反应是一种物理反应且这种反应对塑料的内表面也会造成永久性的“伤害”，主要以划痕为主。

分布在药液里面的塑料碎屑可以做过滤处置，用于形貌和成分观察。

塑料包材表面划痕实例

药液过滤脱屑实例

脱屑形貌及成分分析

4  包材覆膜研究

以玻璃包材为例，很多类型的包材表面均有一层镀膜类物质，该类物质的好坏可以改善玻璃的透光性，同时可以阻挡药液或者药物与玻璃包材的直接接触，可减缓或者避免脱片现象的发生。

包材表面覆膜

5  药物包衣层研究

药品的包衣可以防潮、避光、隔绝空气以增加药物稳定性，掩盖不良嗅味、减少刺激、改善外观、便于识别，控制药物释放部位、控制药物扩散和释放速度等。

包衣的厚度、均匀及包覆情况都能引起制剂质量的变化，SEM或者BSD模式可以直观地测量包衣层的厚度，同时对于多层包衣层物质可以通过EDS元素分析，分析每层的厚度及所含的元素含量。

SEM模式包衣层厚度测量

BSD模式包衣层厚度测量

EDS包衣层元素分析

6  医疗器械研究

生物材料技术的进步，尤其是一些医疗材料应用取得了快速的发展。例如心脏支架，目前主流的心脏支架材料有不锈钢丝、镍钛合金或钴铬合金，利用激光进行雕刻切割。金属支架上有时会添加药物涂层。通过扫描电镜（SEM）/能谱（EDS）可对心脏支架进行分析。

支架表面的制造、加工缺陷形貌

支架上的药物涂层形貌

支架元素分析

7  医用橡胶塞研究

目前常见的医用密封橡胶塞主要为卤化丁基橡胶塞，包括氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶。两者各有优劣。溴化丁基的硫化位置比氯化丁基更具灵活性，可适用的硫化橡胶体系更多。溴化丁基橡胶塞稳定性更好，寿命更长。氯化丁基橡胶塞的耐热性更佳。

EDS能谱分析可以判断出卤化橡胶种类，并且从图中可以看到除了卤素与有机基体外，还存在的其他一些作为填料的元素，例如Si、Mg为主的无机物等。

氯化丁基橡胶剖面图以及元素含量

溴化丁基橡胶剖面图以及元素含量

8  中药应用研究

SEM在动物药鉴定研究中的应用，可对动物的微观组织形态和动物的皮毛进行生药鉴别和质量鉴别。SEM扫描电镜观察发现不同种类生物组织的颜色、髓质形态、毛长等，可以作为区分不同品种生物的重要依据。

动物毛发形态及其元素含量

SEM在中药显微鉴定领域的应用已比较广范。可以观察到药材表面的微细结构,其观察结果可以为很多药材的显微鉴定提供了新的鉴别依据，同时也说明SEM可以成为中药显微鉴定研究中较为有利的工具之一。

某叶类中药表面形态及其元素含量

9  纳米药物应用研究

纳米药物研发，纳米微粒的高活性，多反应点，超强的吸附能力无疑都是药物所需要的，借助电镜技术对纳米药物进行表面处理，到达指定位置后释放药效，则可以作为“生物导弹”定向治疗疾病，减少了药物对身体的毒副作用。