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胰岛素是一种在机械应力下会发生不可逆聚集的蛋白质，但剂量溶液必须在大体积范围内混合至精确浓度。本文阐述 FUNDAMIX® 振动混合器如何在无剪切力、无无菌风险、无需搅拌罐清洗负担的情况下实现均匀混合。

胰岛素是全球产量最大的生物制药产品之一。由于有数亿人依赖它来控制糖尿病，其生产链中每一步的可靠性和精确性都至关重要。在这些步骤中，混合往往被忽视，但它恰恰是决定产品质量、蛋白质完整性和工艺效率的关键环节。

为什么混合在胰岛素生产中如此关键？

挑战在于最终配制阶段。胰岛素必须直接注射进入血液，因此每一瓶都必须含有高度精确的浓度。配制剂量溶液需要在大体积范围内进行充分混合，同时保持对机械应力极其敏感的蛋白质的完整性。剧烈湍流会触发蛋白质聚集，并从早期簇集发展为不可逆的原纤维化。一旦变性，蛋白质便无法恢复。其结果就是质检失败和批次报废。

DrM 集团的 FUNDAMIX® 振动混合器直接应对这一挑战。其电磁振动技术可实现充分、均匀的混合，却不会带来传统搅拌罐搅拌器所伴随的机械应力、无菌风险或清洗复杂性。目前已有 580 多台 FUNDAMIX® 振动混合器安装在 41 个国家的制药和生物技术工厂中，胰岛素生产是其最成熟的应用领域之一。

FUNDAMIX® 如何解决这一难题？

传统搅拌器会在旋转叶轮尖端附近产生强烈的湍流区。即使在中等转速下，这些区域也足以引发敏感蛋白质的聚集。叶轮为达到均质化而必须旋转得越快，对产品的风险就越大。FUNDAMIX® 振动混合器完全消除了这种取舍关系。

FUNDAMIX® 振动混合器基于一种根本不同的原理运行。电磁驱动单元使一块多孔混合面板以受控的频率和振幅垂直振动。这在容器内产生轴向流动，且没有任何旋转部件进入产品。混合强度可通过独立调节频率和振幅实时调整，操作人员无需停机或拆卸系统即可对工艺进行精确控制。

其结果是：以旋转叶轮一小部分的比功率输入，即可实现充分、均匀的混合，且湍流雷诺数远低于蛋白质受损的阈值：

如需进一步了解 FUNDAMIX® 振动混合器及其制药应用，请通过 info@drmgroup.cn 联系我们。

参考文献：

独立学术综述：Gimba 等，《振动混合器作为搅拌罐的替代方案：设计、性能特征与应用》，*Chemical Engineering & Technology*，2026。

这对 GMP 制药生产意味着什么？

除了保护蛋白质之外，胰岛素生产商还需要能够无缝融入经验证的 cGMP 生产环境的混合设备。FUNDAMIX® 振动混合器正是为此而设计。

所有接触产品的表面均兼容 CIP（在线清洗）和 SIP（在线灭菌）。膜密封单元具备 FDA、USP Class VI 和 EN 10204 3.1 认证。驱动单元标配 IP65 防护等级，并可选用 ATEX 防爆选项。由于没有旋转部件，无需复杂的机械密封，也无需涡流挡板和导流板，从而简化了清洁验证，形成更简洁的验证方案并加快认证速度。

该系统涵盖从实验室到全规模生产的四种混合器规格（FM-1 至 FM-4+），可覆盖 0.5 升至 12,000 升的容器体积。低位安装的混合板即使在装液量减少时也能确保有效混合，这在溶解和配制步骤中尤为重要，因为此时底部残留损失至关重要。

在过程控制方面，Vibro-Controller VC-201 可直接调节频率和振幅。对于需要全面自动化的工厂，FUNDAMIX® 控制系统可集成到 PLC/HMI 和 SCADA 系统中，符合 FDA 21 CFR Part 11 规范，包括审计追踪和电子签名功能。

DrM 还可将 FUNDAMIX® 作为完整的胰岛素生产交钥匙装置交付，将混合容器、CIP/SIP 撬块、过滤、公用工程和自动化整合为一个经工厂测试的系统。在进行大规模投资之前，可提供测试和租赁设备用于工艺验证。

FUNDAMIX® 如何从实验室规模放大到生产规模？

生物制药工艺开发中的关键风险之一就是放大过程难以预测。FUNDAMIX® 在全部四种混合器规格（FM-1 至 FM-4+）中采用几何相似的混合板，这意味着在实验室规模验证的混合行为可以可预测地迁移到生产规模。在从 0.5 升至 12,000 升的整个体积范围内，无量纲混合时间始终保持在 1.5–3 的区间。

这使工艺团队可以在小规模完成 IQ/OQ/PQ 验证，并将这些经过验证的参数直接应用于生产容器，从而减少所需的验证批次数量，并加快认证进度。DrM 专门为此提供测试和租赁设备。

为什么 FUNDAMIX® 是胰岛素混合的理想选择？

蛋白质安全混合、快速均质化、全程无菌操作和简洁的 GMP 合规性，这些特性的结合使 FUNDAMIX® 振动混合器成为全球胰岛素生产商的首选。它解决了该工艺的核心技术难题：在无机械应力事件（正是此类事件触发蛋白质变性和批次报废）的情况下实现充分混合。

该技术应用于胰岛素生产的各个关键混合步骤，包括活性物质溶解、配制制剂用缓冲液，以及制备最终剂量溶液，每一个步骤对混合均匀性和容器卫生都有不同的要求。

凭借覆盖胰岛素、血浆衍生产品、疫苗和其他生物制剂的丰富业绩，DrM 为每一套装置带来深厚的应用经验。实验室规模设备使工艺团队能够在投资生产设备之前验证混合性能和放大行为，从而在项目生命周期的每个阶段降低风险。

胰岛素生产中的温和混合：

FUNDAMIX® 振动混合器如何保护蛋白质完整性

常见问题解答

问:  胰岛素生产使用哪种混合器？

答：胰岛素生产所需的混合器必须在实现充分均质化的同时，不让蛋白质暴露于高机械剪切力之下。FUNDAMIX® 振动混合器通过电磁驱动多孔板振荡来实现完全混合，比功率输入约为 510 W/m³，而传统搅拌器为 8,600 W/m³。FUNDAMIX® 还可作为完整的集成式成套混合装置供货，将混合容器、CIP/SIP 撬装设备、过滤、公用工程和自动化整合为单一经工厂测试的系统。

问:  胰岛素混合过程中蛋白质聚集是如何发生的？

答：聚集由传统搅拌器叶轮尖端附近的高局部湍流引发。当湍流雷诺数高于 10,000 时，机械应力会引发胰岛素分子簇集，并可能不可逆地发展为原纤维化。FUNDAMIX® 振动混合器将雷诺数维持在 20 至 300 之间，远低于损伤阈值。

问:  FUNDAMIX® 是否符合 cGMP 制药要求？

答：符合。所有接触产品的表面均兼容 CIP 和 SIP。膜密封单元具备 FDA 和 USP Class VI 认证。振动控制器可集成到 PLC/HMI 和 SCADA 系统中，并符合 FDA 21 CFR Part 11 规范，包括电子签名和审计追踪功能。

问:  FUNDAMIX® 在胰岛素生产中可覆盖哪些容器规格？

答：FUNDAMIX® 提供四种规格（FM-1 至 FM-4+），覆盖从容器体积从实验室的 0.5 升到全规模商业化生产的 12,000 升。低位安装的混合板即使在低填充量下也能确保有效混合，这在溶解和配制步骤中尤为重要。

问:  FUNDAMIX® 能否从实验室开发放大到全规模商业化生产？ 

答：可以。四种规格均采用几何相似的混合板，这意味着在实验室规模验证的混合行为可以可预测地转移到生产容器。工艺团队可以在小规模完成 IQ/OQ/PQ 验证，并将这些参数直接应用于生产规模。DrM 为此提供测试和租赁设备。

来源：Gimba 等，《Chem. Eng. & Tech.》，2026 年。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.70149