在研發(fā)階段,凍干機(jī)的凍干效率至關(guān)重要。然而,更重要的是減少干擾因子,這些因子可能影響凍干過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。干擾因子通常是凍干工藝本身,因此選擇對凍干工藝依賴較小的設(shè)備是關(guān)鍵。
1.冷阱表面溫度足夠低:這是保證樣品在冷凍干燥過程中不受到高溫破壞的關(guān)鍵。
2.水蒸氣流程短、阻力小:這樣的設(shè)計(jì)提高了凍干效率,并減少了水蒸氣在設(shè)備內(nèi)部的流動阻力。
3.摻氣控制和真空壓塞功能:在出箱時(shí),制品容易吸潮,且包材可能帶來干擾因子。真空壓塞功能可以在充入惰性氣體后進(jìn)行干燥處理,確保穩(wěn)定性。
對于含有離子的生物制劑,由于其升華溫度較低,板層控溫在-40℃以下是基本要求。此外,針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求,選擇合適的凍干機(jī)至關(guān)重要。
凍干過程主要分為預(yù)凍、一次干燥(初級干燥)和二次干燥(解析干燥)三個(gè)階段。
一、預(yù)凍階段
在這一階段,樣品被快速冷卻至其共晶點(diǎn)以下的溫度,以確保樣品中的水分轉(zhuǎn)變?yōu)楸_@一步驟對于后續(xù)的干燥效果至關(guān)重要,因?yàn)槿绻A(yù)凍不充分或者不均勻,可能會導(dǎo)致樣品結(jié)構(gòu)損壞或者干燥后的產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題。
二、一次干燥(初級干燥)
一次干燥的主要目的是去除樣品中的游離水。在高真空狀態(tài)下,冰直接升華為水蒸氣,并通過冷阱捕獲。此階段需要嚴(yán)格控制溫度和真空度,以避免樣品融化或者過度干燥。
三、二次干燥(解析干燥)
二次干燥則是進(jìn)一步去除樣品中的結(jié)合水,以提高產(chǎn)品的干燥率和穩(wěn)定性。在這一階段,溫度逐漸升高,但仍需保持一定的真空度,以確保結(jié)合水能夠去除。