冷凍干燥機(jī)的應(yīng)用及工作原理

  在實(shí)驗(yàn)室中，凍干有很多不同的用途，它在許多生物化學(xué)與制藥應(yīng)用中是*的。它被用來獲得可長時期保存的生物材料，例如微生物培養(yǎng)、酶、血液、與藥品，除長期保存的穩(wěn)定性以外，還保留了其固有的生物活性與結(jié)構(gòu)。為此，凍干被用于準(zhǔn)備用做結(jié)構(gòu)研究（例如電鏡研究）的組織樣品。冷凍干燥也應(yīng)用于化學(xué)分析中，它能得到干燥態(tài)的樣品，或者濃縮樣品以增加分析敏感度。凍干使樣品成分穩(wěn)定，也不需改變化學(xué)組成，是理想的分析輔助手段。

原   理

   冷凍干燥是指通過升華從凍結(jié)的生物產(chǎn)品中去除水分或其他溶劑的過程。升華指的是溶劑，比如水，像干冰一樣，不經(jīng)過液態(tài)，從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干。傳統(tǒng)的干燥會引起材料皺縮，破壞細(xì)胞。在冰凍干燥過程中樣品的結(jié)構(gòu)不會被破壞，因?yàn)楣腆w成份被在其位置上的堅冰支持著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質(zhì)里。這樣就保留了產(chǎn)品的生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)及其活性的完整性。

傳統(tǒng)冷凍干燥機(jī)與制藥凍干機(jī)的捕水量區(qū)別

   隨著冷凍干燥機(jī)技術(shù)不斷的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生物工程、生物制品、抗菌素、獸藥和保健品等行業(yè)。傳統(tǒng)的冷凍干燥機(jī)是采取凍干箱和捕水器分別為兩個箱體，中間采用大口徑管道連接，管道上加裝蝶形閥控制氣流的進(jìn)出，但由于蝶閥的管徑限制，管道的直徑不可能很大，因此，往往形成升華阻力，影響升華。捕水器的捕水效果一般只做到97％，制成品的含水率大于3％。
    而隨著生物醫(yī)藥技術(shù)的發(fā)展，對制藥凍干機(jī)提出了更高的要求，尤其是一些基因技術(shù)產(chǎn)品，往往要求成品含水率小于1％。這也是傳統(tǒng)凍干機(jī)與制藥凍干機(jī)的捕水量區(qū)別。

冷凍式干燥機(jī)工作原理

冷凍式干燥機(jī)工作原理是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù)，是將被干燥的含水物質(zhì)預(yù)先在低溫下快速冷凍成固態(tài)，然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下，使冷凍的水分子直接升華成為水蒸氣逸出以除去水分而保存物質(zhì)的過程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer）該過程稱作凍干（lyophilization）

冷凍式干燥機(jī)工作原理

為保證樣品的生物活性和品質(zhì)，需要把樣品先行預(yù)凍，在冰箱或冷凍式干燥機(jī)內(nèi)完成預(yù)凍后放入凍干倉的擱板上，進(jìn)行樣品的主干燥過程。此時樣品中的水分在冷凍式干燥機(jī)的低溫和高真空作用下直接升華為蒸汽被低溫冷阱和真空泵補(bǔ)捉。經(jīng)過幾十個小時的主干燥后，樣品的絕大部分水分被升華掉，而樣品被完整的保留下來，升華出來的氣體在冷阱內(nèi)凝華為冰，由于壓強(qiáng)關(guān)系，不斷有氣體升華然后在冷阱凝成冰，冰在升華時要吸收熱量，引起樣品本身溫度下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，必須要對制品進(jìn)行適當(dāng)加熱。為了保證樣品的更高純度，此時可以對樣品進(jìn)行升溫凍干也可以叫后干燥過程，樣品溫度達(dá)到室溫即可，全部凍干過程完成