關(guān)于冷凍干燥技術(shù)，你知道多少呢？它的原理、它的應(yīng)用、它的特點，它對人們生活所產(chǎn)生的影響，對于實驗室的小伙伴來說或許了解的多一些，但詳細展開，怕是也有你不懂的地方，所以呢，這次杰懋小編就特意整理了一篇詳細解說的文章，篇幅太長共分為上中下三篇，小伙伴們快get起來啦！
冷凍干燥技術(shù)是把含有水分的物料預(yù)先進行降溫，凍結(jié)成冰點以下的固體，在真空條件下使冰直接升華，以水蒸氣形式除去，從而得到干燥產(chǎn)品的一種技術(shù)。
因為是利用升華達到除水分的目的，所以也可稱作升華干燥。
可進行凍干的常用注射用藥包括激素和維生素、抑制細胞生長素、抗生素和抗毒素、藥物及其活性成份、荷爾蒙和血液制品以及疫苗和抗毒疫苗。凍干粉針劑是未來注射劑的發(fā)展趨勢，隨著制藥現(xiàn)代化的推進和對藥品質(zhì)量的更高要求，傳統(tǒng)水針劑必將被凍干粉針劑所取代。
近些年來，凍干粉針技術(shù)憑借水針劑*的優(yōu)勢成為市場的寵兒。凍干粉針特別適用于附加值高的生物藥品，和普通水針劑相比，凍干粉針的主要優(yōu)點如下：
精確的灌裝體積；
產(chǎn)品穩(wěn)定性好；
凍干產(chǎn)品溶解速度快；
生產(chǎn)過程無菌。
1 發(fā)展歷史
1813年英國科學(xué)家華萊斯頓*發(fā)明
1909年沙克爾*對生物制品進行凍干
1933年*實現(xiàn)血清的冷凍干燥
1935年引起各國學(xué)者的重視與研究
1940年用于為軍dui保存青霉素及血漿
1950年各種形式的冷凍干燥設(shè)備相繼出現(xiàn)
1980年其他產(chǎn)業(yè)相繼應(yīng)用冷凍干燥技術(shù)
2 特點及應(yīng)用
2.1 特點
2.1.1 優(yōu)點
1.藥物是在低溫真空條件下進行干燥的，所以分解率很低，純度高；
2.凍干制品基本保持原溶液凍結(jié)時的體積，疏松多孔、外形美觀、色澤均一；
3.凍干制品遇水極易溶解，立即恢復(fù)原有的藥物性質(zhì)；
4.污染機會少，異物少，能夠改善藥物的溶解性能,提高制劑的澄明度。
5.凍干制品含水量為0.5%，較輕，可長期保存，便于運輸。
6.裝量準確，因為藥物是以溶液形式填裝進入安瓿，可以精確到μg，7.其它的干燥方法是以粉末填裝，遠遠達不到這樣的要求
2.1.2 缺點
1.設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一次性投資大；
2.干燥過程中制冷、加熱系統(tǒng)能耗占總能耗的80％以上，生產(chǎn)成本高，效率低；
3.干燥產(chǎn)品呈多孔疏松狀結(jié)構(gòu)，暴露于空氣中容易吸濕和氧化，對包裝和貯藏條件有特殊的要求。
2.2 應(yīng)用
2.2.1 冷凍干燥在藥學(xué)上的應(yīng)用
1.用于不穩(wěn)定藥物的干燥
主要適用于受熱不穩(wěn)定、易氧化、貯存過程易水解的藥物。例如青霉素、鏈霉素、ben巴比妥納、激素類及藥用酶等制劑。
2.在藥物劑型方面的應(yīng)用
主要是解決藥物劑型不穩(wěn)定的問題，可以解決在乳劑和混懸劑中出現(xiàn)的油滴、粒子發(fā)生沉降絮凝等現(xiàn)象，保持良好的分散狀態(tài)。
3.可使固體藥物粒度減小
可以較好地解決固體藥物的分散，不但使藥物粒度減少，而且能夠改善疏水性藥物的溶解性能，增加它們的溶解度。
2.2.2 冷凍干燥在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用
我國中藥品種數(shù)量豐富,對其進行深加工，可以增加附加值，或者對不易保存的中藥進行干燥貯藏，利用冷凍干燥技術(shù)能夠確保藥效及活性成分完整保留。
如：人參、蜂王漿、蘆薈等。
2.2.3 冷凍干燥在生物制藥方面的應(yīng)用
冷凍干燥由于在低溫及真空狀態(tài)下完成對制品的脫水干燥，使孢子處于休眠狀態(tài)，且保存其原有活性。對于生物組織和細胞體損傷較少，能減少活菌體及病毒的死亡。并且便于運輸，延長保存期限，而成為醫(yī)學(xué)生物制品中優(yōu)先選擇的干燥保存方法
如各種抗菌素、疫苗、酶制劑、血漿等。
2.2.4 其他應(yīng)用
1.空氣干燥：主要是對空壓機高品質(zhì)高要求壓縮空氣的冷凍干燥，可得到無油的干燥壓縮空氣。
2.食品行業(yè)的應(yīng)用：幾乎所有的農(nóng)副產(chǎn)品，如肉、禽、蛋、水產(chǎn)品、蔬菜、瓜果等都可以制成凍干食品。
3.在材料制備中的應(yīng)用：作為一種先進的低溫化學(xué)制備方法，可以應(yīng)用于材料制備領(lǐng)域中，用來制備金屬超微粉體，合成金屬氧化物、復(fù)合氧化物等精細陶瓷粉末。
4.生物行業(yè)的應(yīng)用：動物的器官、組織；鮮花等植物類的等亦用此法干燥保存。
為了長期貯存鮮花，利用凍干技術(shù)既能保留花的芬芳，又能保持花的形態(tài)和顏色！
3 基本原理
3.1 純水的三相圖
凍干通常以水為溶劑，其所處狀態(tài)與溫度和壓力有關(guān)。
降低壓力，冰點變化不大，可沸點卻會大大降低。
當壓力降到某一值時，沸點即與冰點重合，固態(tài)冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。這時的壓力稱為三相點壓力，相應(yīng)的溫度為三相點溫度。
從理論上講，OC先可以延伸到零度，升高溫度或者是降低壓力均可以打破氣、固兩相平衡，使整個系統(tǒng)朝冰轉(zhuǎn)化為氣的方向進行，這即是真空冷凍干燥基本的原理。
3.2 物料中的水分
按物料中水的結(jié)合方式分類：
1.機械結(jié)合水：包括表面濕潤水分、孔隙中的水分和毛細管中水分等。這類水分與物料的組織結(jié)合強度較弱，*純水升華的條件。
2.物化結(jié)合水：包括吸附、滲透在物料的細胞或纖維皮壁及生物膠體纖維毛細管中的結(jié)合水。它們與物料的結(jié)合強度較大，一般蒸發(fā)可除掉一部分，但升華則較難達到干燥要求。
3.化學(xué)結(jié)合水：指結(jié)晶形態(tài)的水，如葡萄糖鈣（C6HO6Ca(OH)2•H2O）、石膏（CaSO4•2H2O）等，這種結(jié)合形態(tài)的水不能用凍干法去除。
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