冻干实验操作过程详解

冻干溶液配制（图片来源：博医康冻干实验室）

1、冻干准备工作 

产品共熔点的测定：水溶液的冰点会低于溶媒的冰点，冷却溶媒液开始析出晶体的温度称为冰点，全部凝结的温度叫做溶液的凝固点。反之，加热凝固的溶媒时，凝固点就是溶化的开始点，所以凝固点又叫共熔点。

测定共熔点的必要性：一方面，由于冷冻干燥是在真空状态下进行，所以要求含有产品的溶媒液全部冻结后方可在真空下进行升华，否则未冻结的部分液体会在真空下迅速蒸发，造成溶媒的浓缩而使干产品的体积缩小，而且溶解在水中的气体在真空下迅速冒出来，使冻干产品冒泡，甚至被带出瓶外。为此冻结的溶媒在升华开始时必须冷却到共熔点以下的温度，才能使干产品真正冻结。另一方面，低温加热升华时不得超过共熔点的温度，否则产品发生溶化，干燥后的产品将发生体积缩小，出现气泡，颜色加深，溶解困难等现象。因此，可以说共熔点的测定是实验成败的关键。实验室常用测共熔点的方法有惠斯顿电桥法、临界电阻法、差式热分析法和低温显微镜直接观察法。

2、冻干产品的预冻

a、需冻干的产品要配制成一定浓度的液体，一般在4～25%为宜。

b、产品的分装：散装和瓶装。散装可采用金属盘、饭盒或玻璃器皿；瓶装采用玻璃瓶（如：血浆瓶、疫苗瓶和青霉素小瓶等）和安瓶（如平底安瓶、长安瓶和园安瓶等），各容器在分装之前要求清洗干净并进行灭菌处理。产品的分装的要求：一般厚度不大于15cm,表面积尽可能大，这样有利于升华。

c、预冻的方法：1、箱内预冻法：直接把产品放置在冻干机冻干箱内的多层隔板上进行冷冻；2、箱外预冻法：一种方法是低温冰箱或酒精加干冰来进行预冻。另一种方法是专用的旋冻器，可把大瓶的产品边旋转边冷冻成壳状结构再进冻干箱；3、特殊预冻法，离心式预冻法，利用在真空下液体迅速蒸发，吸收本身的热量而冻结，一般800转/min。

d、预冻时要注意的问题：1、预冻速率，应根据产品选择速率；2、预冻的zui低温度，应低于共熔点温度；3、预冻时间，应恰好在抽真空之前（因此要提前使冷凝器工作，达到－40℃时，真空度达到100μHg）溶媒均已冻实（经验值：一般预冻达到规定的温度后，再保存1－2h就可以抽真空升华）。

3、冻干产品升华干燥阶段

升华干燥阶段加热的温度应接近于共熔点的温度，但又不能超过共熔点的温度。该阶段使溶媒内冻结冰大部分升华，因此也称该过程为升华干燥阶段。升华是一个吸热的过程，因此必须对产品低温加热，但绝不能超过共熔点的温度。如果加热的温度低于共熔点的温度过多，则升华的速率降低而延长了升华阶段的时间。

冻干样品八联排（图片来源：博医康冻干实验室）

影响升华干燥阶段的因素：

a、产品的本身，共熔点较高的产品易干燥，升华时间短；

b、产品的分装厚度,正常的升华速率大约每小时产品下降1mm的厚度；

c、冻干机本身的性能，真空性能、冷凝器的温度和效能。

4、冻干维持阶段

使得冻干箱加热隔板的温度接近于产品共熔点的温度，维持12h左右，使产品中大部分动结冰升华。

5、冻干产品解析干燥阶段

一旦产品内冻结的冰大部分（约90％冰已升华）升华完毕，产品的干燥进入第二阶段，即解析干燥阶段。

解析干燥阶段，可以迅速使产品产品的温度上升到该产品的容许温度（25～40℃），并在该温度下一直维持到冻干结束。

6、维持阶段即冻干结束

产品的温度达到许可的温度，并在这个温度保存2h以上。冻干结束后，要把产品放入无菌干燥箱，然后尽快加塞封口，以防止重新吸收空气的水份。