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冷凍干燥的一般過程 已有4人參與
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需要凍干的物品需配制成一定濃度的液體，為了能保證干燥后有一定的形狀，一般凍干產(chǎn)品應(yīng)配制成含固體物質(zhì)濃度在4%～25%之間的稀溶液，以濃度為10%～15%最佳。 這種溶液中的水，大部分是以分子的形式存在于溶液中的自由水；少部分是以分子吸附在固體物質(zhì)晶格間隙中或以氫鍵方式結(jié)合在一些極性基團(tuán)上的結(jié)合水。固定于生物體和細(xì)胞中的水，大部分是可以凍結(jié)和升華的自由水，還有一部分不能凍結(jié)、很難除去的結(jié)合水。凍干就是在低溫、真空環(huán)境中除卻物質(zhì)中的自由水和一部分的吸附于固體晶格間隙中的結(jié)合水。因此，冷凍干燥過程一般分三步進(jìn)行，即預(yù)凍結(jié)、升華干燥（或稱第一階段干燥）、解析干燥（或稱第二階段干燥）。 預(yù)凍會對細(xì)胞和生命產(chǎn)生一定的破壞作用，其機(jī)理是非常復(fù)雜的，一般認(rèn)為，預(yù)凍過程中水結(jié)冰所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)和溶質(zhì)效應(yīng)是引起生化藥品在凍干過程中失活或變性的重要因素。機(jī)械效應(yīng)是指水結(jié)冰時(shí)體積增大，致使活性物質(zhì)活性部位中一些弱分子力鍵受到破壞，從而使活性損失；溶質(zhì)效應(yīng)是指水結(jié)冰以后引起溶質(zhì)濃度上升以及由于各種溶質(zhì)在各種溫度條件下溶解度變化不一致引起pH值的變化，導(dǎo)致活性物質(zhì)所處的環(huán)境發(fā)生變化而造成失活或變性。對這種現(xiàn)象我們公司（杭州睿凱生物科技有限公司http://www.stemcells-cn.com/）在生產(chǎn)細(xì)胞培養(yǎng)基http://www.stemcells-cn.com/chanpinzhongxin-244374.html過程中一般采取下列措施解決：①預(yù)凍采用速凍法，先將擱板溫度降至－45℃，再放入產(chǎn)品急速冷凍，形成細(xì)微冰晶，使其來不及產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)。②選用緩沖劑時(shí)要選用溶解度相當(dāng)?shù)木彌_配對鹽。③加入產(chǎn)品保護(hù)劑。 升華階段時(shí)間的長短與下列因素有關(guān)：① 產(chǎn)品的品種：共熔點(diǎn)溫度較高的產(chǎn)品容易干燥，升華的時(shí)間短些；② 每瓶內(nèi)的裝量（正常的干燥速率大約為1mm/h）、總裝量、玻璃容器的形狀、規(guī)格；③ 升華時(shí)提供的熱量；④ 凍干機(jī)本身的性能。 另外，溶液結(jié)晶的晶粒數(shù)量和大小與溶液本身的性質(zhì)有關(guān)，還與晶核生成速率和晶體生長速率有關(guān)。而晶核生成速率和晶體生長速率這兩個(gè)因素又是隨溫度和壓強(qiáng)的變化而變化的，因此，我們可以通過控制溫度和壓強(qiáng)來控制溶液結(jié)晶的晶粒數(shù)量和大小。一般來說，冷卻速度越快，過冷溫度越低，所形成的晶核數(shù)量越多，晶體來不及生長就被凍結(jié)，此時(shí)所形成的晶粒數(shù)量越多，晶粒越細(xì)；反之晶粒數(shù)量越少，晶粒越大。 |
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