冷凍干燥 freeze-drying
簡(jiǎn)稱:凍干(lyophilization)
又稱:冰凍干燥
定義:將待干燥物快速凍結(jié)后,再在高真空條件下將其中的冰升華為水蒸氣而去除的干燥方法。由于冰的升華帶走熱量使凍干整個(gè)過(guò)程保持低溫凍結(jié)狀態(tài),有利于保留一些生物樣品(如蛋白質(zhì))的活性。
學(xué)科:生物化學(xué)與分子生物學(xué)_方法與技術(shù)
相關(guān)名詞:升華干燥 真空冷凍 干燥箱
【延伸閱讀】
冷凍干燥一般在溫度-40~-10℃(水的冰點(diǎn)以下)、真空度13~40帕的系統(tǒng)中進(jìn)行。在低溫、低壓條件下,冰很容易升華為水蒸氣,而且?guī)缀跛械囊簯B(tài)物質(zhì)都可揮發(fā)掉,而生物大分子及無(wú)機(jī)鹽類則形成疏松的固體。由此得到的固體樣品可以長(zhǎng)期保存,有些甚至可以保存多年而不失活性。在冷凍干燥過(guò)程中,物料不存在表面硬化問(wèn)題,而且內(nèi)部會(huì)形成多孔的海綿狀,具有優(yōu)異的復(fù)水性,可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)干燥前的狀態(tài)。
在食品加工領(lǐng)域,冷凍干燥又稱升華干燥,主要用于去除冷凍樣品中的水分或其他溶劑,是濃縮和干燥熱敏性樣品(如抗體)的有效方法之一。溶液樣品通過(guò)冷凍干燥變成固體樣品,不僅使樣品穩(wěn)定而有利于長(zhǎng)期保存,也有利于樣品的運(yùn)輸。
冷凍干燥過(guò)程分為凍結(jié)、升華和再干燥三個(gè)階段。由于生物制品和藥品的凍干工藝比較復(fù)雜,為了保證凍干產(chǎn)品的質(zhì)量,也為了節(jié)約能源,生產(chǎn)過(guò)程中需要嚴(yán)格控制預(yù)凍溫度、升華吸熱等。實(shí)驗(yàn)中,常常先將待處理的樣品放在冷凍干燥瓶?jī)?nèi)(約1/2高度),然后以傾斜45°角的方式放入干冰——丙酮浴中,慢慢旋轉(zhuǎn)樣品瓶,樣品液就被冷凍在瓶壁上,然后將樣品瓶與由冰凍室和真空泵組成的冷凍干燥器相連。
需要注意的是,一般只有水溶液才能進(jìn)行這樣的處理。有機(jī)溶劑體系在冷凍干燥過(guò)程中有可能使生物大分子發(fā)生變性。同時(shí),揮發(fā)出來(lái)的有機(jī)溶劑進(jìn)入真空泵,會(huì)污染或損壞真空泵。目前已經(jīng)制造出了商品化的抗有機(jī)溶劑及耐腐蝕的冷凍干燥器。
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