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冻干实验操作过程详解
发布时间:2022-06-16 点击次数:523

博医康冻干实验室1.png

冻干溶液配制(图片来源:博医康冻干实验室)

1、冻干准备工作 


产品共熔点的测定:水溶液的冰点会低于溶媒的冰点,冷却溶媒液开始析出晶体的温度称为冰点,全部凝结的温度叫做溶液的凝固点。反之,加热凝固的溶媒时,凝固点就是溶化的开始点,所以凝固点又叫共熔点。


测定共熔点的必要性:一方面,由于冷冻干燥是在真空状态下进行,所以要求含有产品的溶媒液全部冻结后方可在真空下进行升华,否则未冻结的部分液体会在真空下迅速蒸发,造成溶媒的浓缩而使干产品的体积缩小,而且溶解在水中的气体在真空下迅速冒出来,使冻干产品冒泡,甚至被带出瓶外。为此冻结的溶媒在升华开始时必须冷却到共熔点以下的温度,才能使干产品真正冻结。另一方面,低温加热升华时不得超过共熔点的温度,否则产品发生溶化,干燥后的产品将发生体积缩小,出现气泡,颜色加深,溶解困难等现象。因此,可以说共熔点的测定是实验成败的关键。实验室常用测共熔点的方法有惠斯顿电桥法、临界电阻法、差式热分析法和低温显微镜直接观察法。


2、冻干产品的预冻

a、需冻干的产品要配制成一定浓度的液体,一般在4~25%为宜。

b、产品的分装:散装和瓶装。散装可采用金属盘、饭盒或玻璃器皿;瓶装采用玻璃瓶(如:血浆瓶、疫苗瓶和青霉素小瓶等)和安瓶(如平底安瓶、长安瓶和园安瓶等),各容器在分装之前要求清洗干净并进行灭菌处理。产品的分装的要求:一般厚度不大于15cm,表面积尽可能大,这样有利于升华。

c、预冻的方法:1、箱内预冻法:直接把产品放置在冻干机冻干箱内的多层隔板上进行冷冻;2、箱外预冻法:一种方法是低温冰箱或酒精加干冰来进行预冻。另一种方法是专用的旋冻器,可把大瓶的产品边旋转边冷冻成壳状结构再进冻干箱;3、特殊预冻法,离心式预冻法,利用在真空下液体迅速蒸发,吸收本身的热量而冻结,一般800转/min。

d、预冻时要注意的问题:1、预冻速率,应根据产品选择速率;2、预冻的zui低温度,应低于共熔点温度;3、预冻时间,应恰好在抽真空之前(因此要提前使冷凝器工作,达到-40℃时,真空度达到100μHg)溶媒均已冻实(经验值:一般预冻达到规定的温度后,再保存1-2h就可以抽真空升华)。


3、冻干产品升华干燥阶段

升华干燥阶段加热的温度应接近于共熔点的温度,但又不能超过共熔点的温度。该阶段使溶媒内冻结冰大部分升华,因此也称该过程为升华干燥阶段。升华是一个吸热的过程,因此必须对产品低温加热,但绝不能超过共熔点的温度。如果加热的温度低于共熔点的温度过多,则升华的速率降低而延长了升华阶段的时间。


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冻干样品八联排(图片来源:博医康冻干实验室)


影响升华干燥阶段的因素:

a、产品的本身,共熔点较高的产品易干燥,升华时间短;

b、产品的分装厚度,正常的升华速率大约每小时产品下降1mm的厚度;

c、冻干机本身的性能,真空性能、冷凝器的温度和效能。


4、冻干维持阶段

使得冻干箱加热隔板的温度接近于产品共熔点的温度,维持12h左右,使产品中大部分动结冰升华。


5、冻干产品解析干燥阶段

一旦产品内冻结的冰大部分(约90%冰已升华)升华完毕,产品的干燥进入第二阶段,即解析干燥阶段。


解析干燥阶段,可以迅速使产品产品的温度上升到该产品的容许温度(25~40℃),并在该温度下一直维持到冻干结束。


6、维持阶段即冻干结束

产品的温度达到许可的温度,并在这个温度保存2h以上。冻干结束后,要把产品放入无菌干燥箱,然后尽快加塞封口,以防止重新吸收空气的水份。


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