(壹)藥物物理化學性質的測定
測定藥物有關物理化學性質，對於制備穩定的註射劑是非常重要的。通常要求測定藥物以下性質：化學含量或生物效價、溶解度與溶解速度、分配系數、水分、pH-速度圖、穩定性等。同時還要了解藥物的分子結構、分子量、藥物顏色、嗅味。必要時還需要測定藥物顆粒大小、形狀、晶型、熔點、熱分析圖、吸收光譜、吸濕性等壹系列性質。並進行詳細的記錄，是處方設計前的基礎工作，應該做到程序化規範化。我國新藥審批辦法中也有壹系列規定[15]，國外也有較系統處方設計前工作經驗可以借鑒[16]。這些性質與註射劑的設計，均有密切的關系，特別是溶解度與穩定性加重要，下面將作進壹步討論。
(二)藥物的溶解性
許多藥物水中溶解度很小，而臨床上又要求制成溶液型註射劑。因此，研究試制這類註射劑，首要問題是解決這類品種的溶解性。藥物的溶解度與溫度和pH有關，有些藥物對溫度依賴性很大，溫度高時溶解，溫度低時又析出。壹般弱酸弱堿性藥物的溶解度則隨pH而改變。還有些藥物特別是中藥註射劑中某些成分在初制時呈膠態存在於註射劑中，貯存壹段時間，膠體老化而析出沈澱。這些說明要解決藥物的溶解性，首先必須對藥物的性質深入了解，然後根據藥物的性質，采取相應的措施。
關於增加藥物溶解度的方法，有制成鹽類、改變溶媒、增溶或助溶等措施，這些方法的原理前面已詳細討論。這裏只介紹最常用的成鹽法的別例子。如泛影酸與葡萄糖胺制成泛影葡胺，可制成60%濃度的註射液。有些藥物雖無酸性或堿性基因，但含有壹些羥基，可與多元酸部分酯化，然後制成酯的鈉鹽，如核黃素磷酸鈉、氯黴素琥珀酸鈉、地塞米松磷酸鈉等。
(三)藥物的化學穩定性和生物學穩定性
在溶解性研究之後，對溶液型註射劑來說，就要著手化學穩定和生物學穩定性的研究。此項工作歷來是註射劑設計的中心。
1. 化學穩定性
首先要考察主藥是否穩定，屬於何種降解途徑，同時還要研究各種處方因素(如pH、溶劑、緩沖劑等)和外界因素(如溫度、光線、氧等)對主藥的影響，設計出合理的處方和工藝，預測其穩定性，這方面的內容，在藥物制劑穩定性壹章中已作了詳細的討論，讀者可以參閱。
2.生物學穩定性
微生物不僅可傳染疾病，也可引起藥物的分解變質，解決生物學穩定性的方法，除滅菌外，還需添加抑菌劑，防止微生物的生長和繁殖。註射劑中有三種情況需加抑菌劑：①多劑量容器的註射劑加入抑菌劑，避免因針頭多次穿抽藥液被微生物汙染；②用濾過法滅菌或用無菌操作法制備的註射液，加入抑菌劑起輔助作用，以保證安全，如胰島素註射液；③低溫滅菌的註射劑，加入抑菌劑，以防止滅菌不完全。
為了使用安全，添加抑菌劑壹次劑量超過5ml的註射液要特別慎重，供靜脈或脊椎註射用的註射劑，不得添加抑菌劑。凡加有抑菌劑的註射劑，應在標簽或說明書上說明抑菌劑的名稱和用量。
註射劑中常用抑菌劑的名稱、常用濃度見表3-1。抑菌劑加入註射油劑時，用量要增加，如癸酸諾龍麻油註射劑，苯甲醇用量達5%～10%。堿式水楊酸鉍油註射劑中酚用量為1%，因其分配在油中的量大於在菌體種的量。此外還應註意抑菌劑與主藥是否有配伍禁忌。
(四)註射劑的安全性和滲透壓的調節
1. 註射劑的安全性
註射劑的安全性，壹方面指註射劑本身的毒性、溶血性，另壹方面指局部刺激性、疼痛性。在試制過程種，要進行這方面的實驗。毒性實驗壹般包括急性毒性試驗和亞急性毒性試驗，前者以小鼠、兔、貓和狗為實驗動物。亞急性毒性實驗壹般用小鼠和狗。狗壹般用人的5倍劑量，而小鼠則用人的10倍劑量實驗。刺激性實驗壹般選用家兔，在其後腿四頭肌處註射觀察。
刺激性、疼痛性產生的原因，有些是藥物本身就具有刺激性，但多數是由於pH與滲透壓不適當引起。滲透壓過低還能導致溶血。註射液的pH值不能超過人的生理耐受範圍，壹般pH可在4～9。小量靜脈註射液，由於血液有緩沖作用，pH可適當放寬。壹般可在3～10之間。而大量輸入時，如過酸過堿，將會引起酸堿中毒，故以接近血液pH(7.4)為宜。特別是脊髓腔註射，由於脊髓液少，僅60～80ml，循環又慢，易受酸堿影響，因此，此類註射劑pH更應符合生理要求。此外，pH還與註射液的化學穩定性及藥物溶解性有關，所以規定註射液的pH值，要把三者統壹起來考慮。
滲透壓是指兩種不同濃度的溶液被壹理想的半透膜隔開，這種半透膜只透過溶劑而不透過溶質，溶劑從低濃度溶液向高濃度溶液轉移，這種促使溶劑轉移的力就是滲透壓。如果註射液滲透壓過高或過低時，肌肉註射也能產生刺激性，且影響吸收。0.9%的氯化鈉溶液和血漿具有相同的滲透壓，故為等滲溶液。肌內註射可耐受0.45%～2.7%的氯化鈉溶液，即相當於0.5～3個等滲度的溶液。對於靜脈註射，則著眼對紅細胞的影響，認為紅細胞為壹半透膜，在低滲溶液中，水分子穿過細胞膜進入紅細胞內，使紅細胞脹破，造成溶血現象，滲透壓小於0.45%氯化鈉溶液時，將有溶血現象產生。大量註入這類低滲溶液，將使人感到頭脹、胸悶、嚴重的可發生麻木、寒顫、高燒、尿中出現血紅蛋白。當然，靜脈註射大量不致溶血的低滲溶液也是不允許的。註入高滲溶液時，紅細胞內水分滲出而細胞萎縮，但只要註射速度緩慢，由於血液可自行調節使滲透壓很快恢復正常，所以不致發生不良影響。至於脊髓腔內註射，由於易受滲透壓的影響，必須調至等滲。
2. 滲透壓調節
根據前面的討論，設計註射劑處方時，對於低滲的溶液必須進行調節，常用滲透壓調整的方法有：
(1)冰點降低數據法：血漿的冰點為-52℃，因此任何溶液，只要其冰點降低為0.52℃,即與血漿等滲。表3-6列出壹些藥物的1%水溶液的冰點降低數據，根據這些數據可以計算該藥物配成等滲溶液的濃度。