华雅(深圳)生物科技有限公司2024-12-21

冷冻干燥技术概述 冷冻干燥（Freeze - Drying）也被称为冻干技术，是一种将含有大量水分的物质，先进行低温冻结，然后在真空环境下使冰直接升华成水蒸气，从而去除水分的干燥技术。这种技术能够在很大程度上保持物质的活性、形状和营养成分等特性。 二、具体制备步骤及原理 预冻阶段 原理：将含有活性成分（如生长因子、活性肽等）的溶液快速降温至其共晶点以下。共晶点是指溶液中的溶质和溶剂（主要是水）同时结晶析出的温度点。在这个温度下，溶液会形成冰晶。预冻的目的是将溶液中的水分固定成冰晶状态，这样可以防止在后续的真空干燥过程中，溶液因浓度过高而发生溶质聚集或变性。例如，在含有蛋白质的冻干粉制备中，如果不进行预冻或者预冻速度过慢，蛋白质可能会因为局部浓度过高而发生聚集沉淀，从而失去活性。 过程细节：预冻的速度对产品质量有重要影响。快速冷冻可以使冰晶形成较小且均匀的结构，减少对活性成分的机械损伤。一般采用液氮等低温介质进行快速冷冻，使溶液在短时间内达到所需的低温状态。 一次干燥（升华干燥）阶段 原理：在预冻完成后，将冻结的样品置于真空环境下。在真空条件下，冰的饱和蒸气压大于环境中的水蒸气分压，根据物理化学中的相平衡原理，冰会直接从固态升华为气态。这个过程是冷冻干燥的重要步骤，通过升华作用，可以去除大部分的水分。例如，对于含有表皮生长因子（EGF）的冻干粉，在升华干燥过程中，水分逐渐被去除，而 EGF 可以在冰晶升华留下的孔隙中保持其结构和活性。 过程细节：这个阶段需要精确控制温度和真空度。温度一般保持在共晶点以下，以确保冰不会融化。真空度需要维持在一定水平，使冰能够持续升华。同时，升华过程中产生的水蒸气需要及时被真空泵抽走，否则会影响干燥效率。

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