冻干及冻干工艺中的一些问题

2023-11-16

冻干预冻过程的速率对冻干的影响是很难界定的，冷冻过程由过冷度和冰结晶速率两个参数表征。

（1）预冻降温速率

冻干预冻过程的速率对冻干的影响是很难界定的，冷冻过程由过冷度和冰结晶速率两个参数表征。冰晶的大小决定升华孔径的大小。因此，过冷度越高，冰晶的尺寸就越小，对升华阻力就越大。第二个冷冻参数，即冰晶生长速率，决定了产品在冷冻浓缩液中的时间，蛋白类物料在处于冷冻浓缩状态中，是很容易发生活性损失的，因此，常用快速的冰晶生长速率来最小化产品在该阶段的停留时间。慢速降温的过程中，会有足够晶核形成时间，让样品的过冷度及温度分布均匀。

冻干过程中的相变

（2）影响复溶速率的因素

影响冻干粉复溶速率的因素是复杂的，冻干配方、冻干工艺过程都会对冻干粉的复溶造成影响。固含量、局部塌陷、冻干饼比表面积等是很重要的影响影响因素。一般使用共晶物质来提高比表面积可以在一定程度上提高复溶效率。

一个标准的冻干曲线图

（3）退火

冻干过程中，退火是指把冻结样品温度升到共熔温度以下，保温一段时间，然后再降低温度到冻结温度的过程。在升华干燥之前增加退火步骤可以增加产品的均一性。对于冻干工艺来说退火并不是必须的。在产品出现均一性问题的时候可以考虑退火工艺。

（4）冻干产品水份研究

残留水分测定传统的检测方法一般是是卡尔·费休(KF)滴定和热重分析(TGA)。KF法应用最为广泛，可以测量冻干产品中的总水分。冻干产品的残余水分含量可以以各种形式出现：游离的、吸附的、化学结合，水化壳层、结晶水、平衡水，并非所有这些因素都与产品的活性或稳定性直接相关。热烘干法可以用于测量冻干后西林瓶瓶塞的含水量。

不同烘干时长塞子含水量

（5）冻干配方设计

在设计冻干配方时要注意一个完整的配方应包含：（1）提供机械强度的赋形剂；（2）在冻干过程中提供热稳定性 (具有高临界温度）的添加剂；（3）对目的产品的活性保护剂；（4）提供稳定pH的缓冲剂。在冻干过程中一般只需要关注样品的共晶点和塌陷温度可。玻璃态转化温度等温度参数作为参考即可。可以通过冻干显微镜或者DSC来进行前期研究分析。

DSC分析图

撰稿人 | 薄月 ivd小食堂

责任编辑 | 胡静

审核人 | 何发

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