真空冷凍乾燥裝置凍幹微生物檢測試劑影響因素

真空冷凍乾燥裝置凍幹微生物檢測試劑影響因素！微生物檢測試劑的真空冷凍乾燥主要分為 3 個階段： 預 凍、昇華乾燥、解析乾燥。每個階段對冷凍乾燥都有不同程度 的影響。

真空冷凍乾燥機

凍乾粉

1、預凍階段

在微生物檢測試劑凍幹過程中，凍幹效果的好壞在很大 程度上取決於乾燥前的預凍階段。預凍的目的是為了將微生 物檢測試劑溶液中的遊離態的水凍結成冰，固定產品，以便產 品在高真空條件下乾燥，並使成品具有與乾燥前相同的形狀。 預凍階段應注意的影響因素有配方、凍結速率、凍結方式、凍 結時間以及退火等。預凍並不是簡單的凍牢、凍結實的操作， 預凍至關重要，很多的產品成型問題、質量問題都是預凍條件 控制不當造成的。預凍方式有速凍與慢凍，預凍速度過快和 過慢都會一定的影響，如對保加利亞乳桿菌進行凍幹，採用 速凍（ 6000℃ /min） 與慢凍（ 1℃ /min） 兩種方式，結果速凍細菌的存活率明顯 低於慢 凍。如 酵 母 菌 合 適 的 冷 凍 速 度 為3℃ /min ～ 10℃ /min，乳酸菌的合適冷凍速度為 3℃ /min ～ 5℃ /min。菌種比較常見的冷凍速度為 11℃ /min ～ 10℃ /min。

周新麗等作者認為採用擱板預冷的方式凍結血小板，凍幹 速率為 10℃ /min，對血小板冷凍乾燥儲存恢復率最高。對小 劑量液體試劑的微生物檢測試劑多采用慢凍的方式。預凍 的溫度、時間與產品的質量有密不可分的關係。預凍溫度過 高產品沒有完成凍結，抽真空時會引起起泡、收縮、濃縮、噴瓶 等不可逆轉反應的發生，不僅影響產品外觀，嚴重時導致凍幹 失敗； 溫度過低則造成電源浪費，而且還會影響產品成型。此 外，還可能會降低或消除檢測試劑中有效成分的活性。如保 加利亞乳桿菌常放置於 － 40℃ ～ － 35℃ 冷凍，一般預凍的合 適的溫度為共晶點溫度以下 10℃ ～ 15℃，時間取決於產品的 數量和體積，一般為 1 h ～ 2 h。

2、昇華階段

昇華階段是微生物檢測試劑凍幹成品的最關鍵的階段。 昇華階段主要是將產品中的自由水透過蒸發的方式而逸去， 昇華乾燥的時間與產品的種類、分裝的劑量、昇華時的溫度及 真空度有關。在微生物檢測試劑品種與分裝量及真空度一定 的情況下，透過熱量傳遞的快慢來決定昇華時間。如雙岐杆 菌在分裝量確定及在一定的真空度下，通常需要乾燥約 30 h 左右。凍幹期間昇華的驅動力為產品與冷凝器之間的溫差， 為了保持昇華面與冷凝器之間的溫差，必須對產品提供一定 熱量，通常控制整個乾燥系統的溫度在產品共晶點溫度以下 5℃ ～ 10℃。產品乾燥昇華的溫度應低於產品共晶點溫度並 確保產品凍牢，超過共晶點，將會造成微生物檢測試劑凍幹成 品融化降解，色澤加深，含量減少等。通常昇華乾燥階段冷凝 器的溫度為 － 50℃左右。由於盛裝樣品的容器是常常不平整 的，致使傳熱的效果很差並且難於保證。

目前常用的凍幹容 器是不鏽鋼的活抽屜式盤。為了提高傳熱效率，真空度應在 此階段儘可能低，一般認為是真空度壓力為產品昇華溫度的 飽和蒸氣壓的 1 /2。如雙岐桿菌、乳酸菌等在凍幹過程中常採 用的真空度在 100Pa 以下。昇華階段時間的控制要注意以下 因素： 產品的品種、產品的裝置、昇華時提供的熱量、凍幹機本 身的效能。

15平方製藥凍幹機

3、解析階段

凍幹微生物培養基試劑中的殘留水分對微生物檢測試劑 凍幹品質量影響很大，殘留的水分過多，容易使凍乾的成品在 儲存過程中萎縮或失效。而昇華乾燥過程可以去除 90% 以上 的遊離水分，產品內還存在 10% 左右的水分，為了使產品達到 合格的殘餘水分含量，必須對產品進一步乾燥。在解析階段， 可以使產品的溫度一直維持到凍乾結束為止。產品的最高允 許溫度一般視產品自身的性質而定，一般為 20℃ ～ 45℃ 左右。 若溫度超過一定的極限值，產品的成分將發生熱分解，有效成 分裂變。因此要以平衡含水率作為乾燥終結指標。此階段的 壓強需適當調高，這樣有利於產品傳熱，加快升溫速度。常對 菌種終止乾燥時間的情況判斷為： 凍幹物呈酥塊狀或鬆散狀； 真空度接近空載時的最高值； 樣品溫度與箱內溫度接近。

0。5平方製藥凍幹機

4、凍幹後處理

乾燥後的試劑，需要進行封裝和儲存。因乾燥後產品表 面積大，極易吸潮，所以解析階段結束後的幹後處理也很重 要。乾燥產品在出箱前必須在真空狀態下，或充惰性氣體（ 氮 氣或氬氣） 的條件下迅速封口或加塞。具體方法根據產品種 類的不同而異。放入乾燥箱中應是乾燥的經過除菌處理的氣 體，而不能將高溼度的空氣直接放入。如菌種冷凍乾燥完畢後，取出樣品後立即置於乾燥器內，再進行真空封口及真空度 檢驗。此外微生物檢測試劑的儲藏條件由試劑本身活性決定 是室溫還是低溫儲存。真空冷凍乾燥菌種一般置 4℃ 和室溫 保藏，其中 4℃儲存更佳。

3平方製藥凍幹機

5、凍幹曲線

在凍幹過程中，把產品和板層（ 擱板） 的溫度、冷凝器（ 冷 阱） 溫度和真空度對應時間作出曲線，簡稱為凍幹曲線，一般 以溫度為縱座標，時間為橫座標。在凍幹過程中，冷阱溫度一 般處於製冷機所能達到的最低值，不可調節。凍幹不同的產 品採用不同的凍幹曲線，同一產品使用不同凍幹曲線時產品 的質量也不相同，板層溫度和產品溫度之差的變化也可能是 產品質量變化的原因之一。因為凍幹曲線與冷凍乾燥機的效能有 關，不同凍幹機應用不同的凍幹曲線。

凍幹曲線示意圖