真空冷冻干燥技术的应用优势有很多，在各个相关领域的应用也日益广泛。冻干技术的应用，离不开冻干机。想让冻干机能够顺利进行冻干过程，除了设备性能、冻干工艺、参数设置等问题外，应用人员也应注意冻干机的运行环境，这也是冻干过程能够顺利进行的基本条件之一。下面来分析一下冻干机运行环境容易出现的问题，以及如何解决。问题一：冻干机供电电压不稳一般冻干机的工作电源电压为225伏，偏离电压允许范围后， 冻干机压缩机就不能进行正常工作甚至不能运转，影响设备运转。解决方法：针对电压不稳的情况，当电源电压不合格时，更换合格的供电电源；当供电电压不稳定时，可使用AVR(220V)或在原工作电源上加稳压器。问题二：室内温度过高冻干机需要在合适的环境下运行，当室内温度高于30℃时，冷凝器可能会无法起到冷凝作用，使系统出现故障。解决方法：如果室内温度在28℃左右，用户可以打开冷凝器后门或者打开房间门，优化通风和制冷状况。问题三：室内温度低于0℃室内温度过低也不合适冻干机运行。如果室内温度低于9℃，冻干机的压缩机油会变得粘稠，容易影响压缩机的正常运作。另外，温度过低时，冻干机的电子元件可能会受到影响。解决方法：当环境温度低于0℃时，可以使用其他加热设备使环境温度升温，并让温度保持在5℃以上，30℃以下。问题四：环境中灰尘过多如果有过多灰尘覆盖在冻干机冷凝器和压缩机上，容易使冷凝器无法达到冷凝效果，直接影响压缩机的使用效果。解决方法：如果环境中的灰尘过多，可每月定期清除覆盖在压缩机和冷凝器上的灰尘。为了保证设备不受损坏，压缩机、冷凝器和管道上的灰尘可以使用软毛刷清除。问题五：环境湿度过高当环境中的湿度较高时，容易让电气发生故障或者短路。解决方法：使用通风设备或者开窗进行通风，从而减低湿度。

实验型冻干机的特点是体积小、重量轻，能适应多种物料的冻干实验。实验型冻干机种类的主要划分方法有：　　从结构上分　　1、钟罩型冻干机：冻干仓和冷阱为分立的上下结构，冻干仓没有预冻功能。该类型的冻干机在物料预冻结束后转入干燥过程时需要人工操作。大部分实验型冻干机都为钟罩型，结构简单、造价低。冻干仓多数使用透明有机玻璃罩，便于观察物料的冻干情况。　　2、原位冻干机：冻干仓和冷阱两个独立，冻干仓中的搁板带制冷功能，物料置入冻干机后，物料的预冻、干燥过程无需人工操作。该类型冻干机的制造工艺复杂，成本高，但原位冻干机是进行冻干工艺摸索的理想选择，适用于医药、生物制品及其他特殊产品的冻干。　　从功能上分　　1、普通搁板型：物料散装于物料盘中，适用于食品、中草药、粉末材料的冻干。　　2、带压盖装置型：适合西林瓶装物料的干燥，冻干准备时，按需要将物料分装在西林瓶中，浮盖好瓶盖后进行冷冻干燥，干燥结束后操作压盖机构压紧瓶盖，可避免二次污染、重新吸附水分，易于长期保存。　　3、多歧管型：在干燥室外部接装烧瓶，对旋冻在瓶内壁的物料进行干燥，这时烧瓶作为容器接在干燥箱外的歧管上，烧瓶中的物料靠室温加热，通过多歧管开关装置，可按需要随时取下或装上烧瓶，不需要停机。　　4、带预冻功能型：物料预冻过程，冷阱作为预冻仓预冻物料，在干燥过程，冷阱为捕水器，捕获物料溢出的水分。带预冻功能的冻干机，冷冻干燥过程物料的预冻、干燥等均在冻干机上完成，冻干机使用效率高，节省了低温冰箱的费用。

冻干制品在进行冷冻干燥时，需要装入适宜的容器，进行预冻，才能进行升华干燥。预冻过程不仅昰为了保护物质的主要性能不变；而且要获得冻结后产品有合理的结构以利于水分的升华；还要有恰当的装量，以便日后应用。冻干制品的分装通常有散装和瓶装二种方式。散装可以采用金属盘，饭盒或玻璃器皿；瓶装采用玻璃瓶和安瓿。玻璃瓶又有血浆瓶。疫苗瓶和青霉素小瓶等，安瓿也有平底安瓿、长安瓿和圆安瓿等；这些需根据产品的日后使用情况来决定，瓶子还需配上合适的胶塞。各种容器在分装之前要求清洗干净并进行灭菌处理。需要冻干的制品需配制成一定浓度的液体，为了能保证干燥后有一定的形状，物质含量在10~15%之间最佳。冻干制品分装到容器有一定的表面积与厚度之比。表面积要大一些，厚度要小些。表面积大有利于升华，产品厚度大不利于升华。一般分装厚度不大于10mm。有些产品需用大瓶。并冻干较大量的产品时，可以采用旋冻的方法冻成壳状，或倾斜容器冻成斜面，以增大表面积，减小厚度。

一般的冻干实验中，预冻过程中预冻速度的控制十分重要，因为预冻速度决定了冻干制品的体积大小、形状和成品晶格及其微孔的特性等性质，对其后进行的冻干过程有着诸多影响，因而根据不同冻干制品的性质，控制好预冻速度，对冻干实验的结果影响很大。分子冻干球实验（图片来源：博医康冻干实验室）一般情况下，预冻速度快会让制品形成较大块冰结晶体。形成大冰晶的好处是令制品冻干过程中升华通道通畅，干燥效率较高。不过，由于晶体大，晶核数量少，会造成制剂的结晶均匀性差，反而对升华干燥效果有较大影响。因此，冻干制品的预冻速率，应根据制品本身特性有所变化。对于一些分子呈无规则网状结构的高分子药物，加快预冻速度能使其在药液中迅速定型，使包裹在其中的有机溶媒蒸汽在真空条件下迅速逸出，能使升华速度加快。而对于结晶性的冻干制品来说，预冻速度应控制不要过快。比如，蛋白多态类药物的冻干，慢速冻结通常是有利的。预冻温度须低于制品的玻璃态和橡胶态转变温度，以保证冻干机内所有的制品温度都低于共熔点，使其全部冻结成固体。对于许多溶液，它们的玻璃化转变温度一般要比共晶温度低，至于预冻的温度是控制在低于共晶温度还是低于玻璃化转变温度，这主要取决于冻干制品在冻结过程中需要达到的固化状态。对于具有类似膜结构或活性成分制品的冻干，应该尽量使其冻结温度低于玻璃化转变温度。一般制品预冻温度在共熔点以下10-15℃保存2-3小时，保证冷冻完成。目前最常用的一种预冻方法是冻干机板层预冻。这种预冻方法省去了很多操作，更加方便与实用，但在选择冻干机设备的时候，应注意冻干机是否有板层预冻功能。

‍‍预冻是冻干实验的重要过程，预冻效果的好坏对冻干效果有着直接影响。而在预冻过程中，预冻速率是一项较为重要，同时也是让一些冻干实验人员不好掌握的指标，下面就简单介绍一下预冻速率快慢对冻干实验有何影响，并该如何选择快冻还是慢冻。冰晶的生长曲线图快速预冻从图一中可以看出，通过快速降温，可以令冻干样品获得更多小冰晶，对于样品内的活性物质来说，小冰晶可以起到一定的保护作用，减少结晶对其的破坏。但由于冰晶较小，冻干过程中水分的升华通道将减少，升华干燥的阻力将增大，升华速率会受到一定影响。慢速预冻通过快速预冻，冻干样品获得更多大冰晶，虽然大冰晶可能会破坏样品结构，但冻干过程中水分的升华通道也相对较大，升华阻力较小，升华速率也会相对提高。了解了不同预冻速率对样品结构的影响，冻干实验人员可根据冻干样品的不同特性选择合适的冻干速率，以此获得较好的冻干效果。如果您在冻干工艺方面遇到各种问题，也可以和博医康公司下设的冻干技术实验室联系，我们将竭诚帮助您解决冻干工艺应用难题。‍‍

生物试剂为生物活性物质，对温度敏感,化学性质比较活泼且容易互相起反应。因此，生物试剂储藏时间一般都比较短且需要冷藏。此外很多生物试剂（如核酸检测试剂）要求常温下保存，这就要求生物试剂不能以液体形式保存，需要脱水。试剂脱水的方法一般有：1、点胶干燥；2、液氮冻干珠点小球技术。点胶干燥采用加热烘干的技术将通过真空高温加热的方法将试剂中的水分蒸干。但这种简单的脱水方法有很大的缺点。高温可能会对酶、蛋白产生影响，且相对不易复溶。冻干珠技术则采用冷冻干燥的技术对试剂进行脱水。冻干珠技术能够保持酶、蛋白等活性，且冻干珠复溶迅速。冻干珠技术能将不稳定的化学试剂转化为稳定、定量的冻干珠小球。液氮冻干珠点小球技术是将试剂液体滴在储存有液氮的装置中，使其在低温环境下短时间内固化成小球。液体滴到液氮中成球后，可以利用冻干机进行冻干，在此过程中需要控制压力。

真空冷冻干燥技术与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：（1）冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类，不会发生变性或失去生物活力。（2）在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行。因此能保持原来的性状。（3）在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。（5）在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。（6）干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不变质。

人们调控冻干机仓内压力，主要在于提高冻干仓内压力，可以提高升华界面允许的温度和供热量，从而可加快干燥的速度。冻干仓内压力调控的方法主要有：1、 校下漏孔法这是目前多数生物、制药冻干机所采用的方法，它是基于提高干燥速率而提出来的。其方法是将无菌空气（或气体）引入干燥仓和冷阱，在冷阱的冷凝表面上形成一层空气膜，因而水蒸汽的凝结阻力增大，冷阱压力提高，同时使冻干仓的压力也相应提高。这种方法提高了冻干仓的全压，改善了传热条件和提高了升华界面的允许温度，而水蒸汽分压稍低，有得水蒸汽的逸出，因此可以提高升华速率。需要注意的是：①热传导真空计的标度与气体成份有关，空气进入箱内后，其气体成分不断变化，特别是解吸干燥阶段与升华阶段箱内气体成分差别较大，引起较大的测量误差。②此种方法是利用降低冷阱的冷凝效率来提高冻干仓内压力的，在开始升华阶段有大量的水蒸汽需要捕捉，冷阱效率的降低无疑阻碍了升华速率的进一步提高，因此实际使用中多用于升华后期和解吸干燥初期。 ③此外这种方法在冷阱入口若气流速度大，冷凝面上聚集的空气膜不断被冲走，因而水蒸汽容易被捕捉凝结：而在气流后段空气比例越来越多，凝结阻力越来越大，因而结冰较少。这种凝结表面结冰的不均匀，甚至可能造成冷阱入口处的气道阻塞。2、调节真空泵能力法它也是基于提高干燥速率而采用的。其办法是降低真空泵的抽气能力或关闭真空泵，使漏入的和从制品中挥发出来的不凝性气体逐步聚集在冷阱中，以降低冷凝效率，从而提高了冷阱的压力和冻干仓的压力。这种方法提高了仓内全压，改善了传热条件和升华界面的允许温度，因而对提高升华速率是有效的，且停真空泵还可以降低运行费用。但热功当量传导真空计会出现较大测量误差，仅控制全压在一范围内，造成全压和水蒸汽分压控制的不确定性。此外，冷阱结冰也不均匀，其进口处可能造成阻塞。3、节流调压法对于分离型冷凝器是可能的方式，限制冻干仓与冷凝器间的真空管道的开度，将干燥发生的水蒸气在管道的流路中用阀门、挡板等进行节流，调节水蒸气流路的阻力系数，用升华的水蒸汽在仓内的集存量来控制箱内压力表，实现控制冻干仓真空度。在升华阶段仓内全压和水蒸汽分压基本相等，因此，这种方法既控制了全压也控制了水蒸汽分压，加上搁板温度的控制，可实现批与批间冻干条件的再现，冷阱的结冰也较均匀。在解析阶段干燥水蒸气发生期可利用这一方法。这一方法的优点是：①仅由冻干仓内发生的水蒸气来控制，没有重新从外部导入气体，所以不需要外部气体的过滤以及气体无菌性的验证。②由于在真空管道中将水蒸气气体排除掉，冷凝器健全地工作能够充分发挥其作用。③由于在真空管道中将水蒸气气体节流来控制真空度，因此，有充分地真空储蓄。所以即使在停电发生的情况下，与掺气控制的情况不同不会立即发生冻干仓真空度的变化。在冷凝器室的真空压力劣化到冻干仓真空压的一半为止，冻干仓的真空度保持不变。其主要问题是：①由于冻干仓水蒸汽分压不能过高，使其全压也不能进一步提高，这对受传热限制阶段（如升华前期）增强传热不利；②在解吸干燥阶段，解吸了贩水蒸汽量很少，节流操作困难。加之此时又希望仓内水蒸汽分压小，以利于水蒸汽的解吸，所以此法只适合升华阶段的调压。4、 冷阱温度调压法即用调控冷阱的温度以控制冷阱的压力表，从而控制了冻干仓的压力。这种方法不是直接控制冻干仓的压力，而是用冷阱的温度间接控制箱内压力表。在稳定的水蒸汽流时，冻干仓内压力与冷阱压力和冷阱温度之间均存在某种确定的依从关系，因而其控制是可行的。例如解吸干燥阶段，新产生的水蒸汽量较少，冰层亦没有显著变化。但在升华阶段，升华的水蒸汽流量在不断变化，冰层厚度亦在不断变化，这将引起冷阱温度与冷阱压力之间依从关系的变化，使其对冻干仓内压力控制带来不确定性。此外要实现冷阱温度的控制，还需要采用载冷介质间接制冷循环，而这对要求-60oC左右低温的冷阱来说，由于增加了一道传热温差损失和增加了循环泵功的加热，大大增加了所需制冷机的容量和运行能耗。

‍问：食品是怎样冻干的？答：水吸收热量可变成汽，冰吸收热量亦可变成汽，前者叫蒸发，后者叫升华。烘干是蒸发脱水；冻干是升华脱水。将含水的食品速冻后，在真空和适当供热条件下，食品中的水分便能升华脱走，从而获得冻干食品。‍问：冻干一定要在真空条件下才能实现吗？答：根据物理学的知识，0℃以下的冰只有在环境气压低于610Pa时才产生升华。一个大气压约等于100000Pa，低于610Pa的气压当属真空状态了。‍问：为什么还要适当供给热量呢？答：冻结食品中的冰升华为汽并且脱走，必然从食品中带走热量从而使食品温度降低。食品温度越低，其中冰升华的速度越慢，整个升华时间便要拖长。为缩短周期，降低生产成本，就需要在升华过程中不断供给热量。然而热量供给过多，又会引起冻结的食品融化，所以必须适当供给热量。‍问：采用什么方式供热好呢？答：向冻结食品供给升华所需的热量有两种方式。一种是接触方式，即食品盘直接放在加热板上，靠热传导供热。另一种是不接触方式，即食品盘悬空，靠热辐射供热。后者由于前者，能保证食品受热均匀，保证干品质量。‍问：那些食品可以冻干？答：采用真空冻干技术，不但可将新鲜的肉禽类、水产类、瓜果类、蔬菜类等食品，制成冻干食品，也可将人参、党参、鹿茸等药材类制成活性药材，还可将牛奶、豆浆、果汁等液态食品制成速溶干品。‍问：冻干食品有什么特色？答：冻干食品是在冻结状态（低温）下和真空条件下升华脱水生产的，因而它的形、色、味基本保持不变，营养成分基本保持不变，而且复水性能极好。‍问：生产不同的冻干食品，采用的升华过程相同吗？答：升华过程主要由加热板温度、物料温度、真空度和升华周期来描写。由于物料的不同、前后处理后的形态不同、含水率不同、装料量不同的因素，所采用的升华过程自然不会相同。为获得较好的升华过程，一般要用小型实验机做实验后在投产。

‍‍冷冻干燥技术（简称冻干）是将溶剂和/或混悬介质在低温条件下结晶，然后将其由固态直接升华为气态的一种干燥过程。冷冻干燥通常应用于以水为溶剂的情况。图1所示为水的相图，其中显示了可将水从固态转化为气态的区域。图1：水的相图表1所示为水蒸气的压力（mTorr和mbar)与温度（℃ ）之间的关系。温度（℃）压力mTorrmbar045796.108-432804.372-823263.097-1218322.172-1611321.506-209301.032-245260.6985-283510.4669-322310.3709-361500.2020-4096.60.1238-4460.90.0809-4837.80.0502-5223.00.0300-5613.80.0183-608.00.0107-644.60.0061-682.80.0034-721.40.0018表1：水的蒸气压力冷冻干燥这一步骤对于纯水而言相对简单。如果产品在溶液或混悬液中含有两种或两种以上成分，则情况可能变得复杂，必须使用简化模型物质，使此过程更易于理解。这种复杂系统在生物物质中广泛存在。冻干过程将非晶相的冰或水转化为水蒸气。如图2所示 ，因为冰的蒸汽压较低，所以水蒸气的体积会变大。在冻干的第二阶段，吸附于固体上的水被解吸出来。图2：水蒸气体积-压力曲线此图中水蒸气的温度为冰的温度冷冻干燥是为了获得具有良好储存稳定性且在复水后不发生变化的物质，当然这在很大程度上也取决于此工艺的最后一步：包装和储存条件。冷冻干燥的优点可总结如下：在低温条件下干燥可减少热敏性产品的降解。液体产品可进行准确加料 。可在过程中控制最终产品的含水量。冷冻千燥后产品可具有较好的物理形状。冷冻干燥产品比表面积大，可快速复水。其缺点如下：投资、运转和维护费用高。工艺及设备复杂，需要有经过长期培训具备熟练技能的合作者。‍‍

‍‍‍‍‍‍‍‍冻干微球如今已广泛应用于诊断试剂行业，具备方便二次分装，在微流控芯片等POCT平台应用广泛等特点，为分子、免疫、生化等领域的冻干应用提供了良好的解决方案。实验类型：分子诊断试剂冻干‍‍微球实验实验地点：博医康冻干实验室‍‍实验设备：博医康Pilot5-8EP冻干机实验过程：①、配置药液，通过涡旋混匀，快速离心，混均冻干试剂。②、微球成型，通过液氮介质速冻成微球。③、微球转移至冻干瓶内。④、微球冻干瓶转移至冻干机内，准备进行冻干。⑤、冻干过程执行，并获得冻干微球。实验注意事项：冻干材料上样时应确保板层温度为低温（最低），冻干机操作环境尽量保持洁净和低湿度。

冻干机由诸多较为复杂的系统组成，每个系统对冻干过程都有着不同的影响，因而，想要获得理想的冻干应用效果，应用人员就需要在日常工作中加强对冻干机各个系统的检查。下面就来介绍一下冻干机主要系统的日常检查。控制系统①空气开关②小型继电器③交流接触器 ④保险丝等 ⑤温度探头和连接 ⑥真空规管 ⑦压力变送器 ⑧PLC、模拟量模块、温度模块、开关量模块 ⑨PLC和PC机通信情况 ⑩未开机前所有测量的温度在常温下是否一致液压系统①油泵噪声、油量、油质 ②液压缸运行状态如速度、换向动作、卡滞或爬行现象 ③是否有渗油现象制冷机组在开机之前和开机后作以下检查①压力控制器设置（高压） ②压力表的读数（高压、低压） ③启动阶段制冷机、或有/无负荷时：如油面有大量泡沫状、油的色泽（是否变黑变质）和油位1/3-2/3 ④制冷机运行过程中的电机壳体和曲轴箱壳体的温度 ⑤压缩机中压视镜内制冷剂情况如气泡状、制冷剂的数量、吸潮等(通过液管视镜判断) ⑥压缩机电机壳体结霜情况如电机外壳的1/3、吸入口的结霜情况 ⑦压缩机运行过程中的噪声 ⑧压缩机运行过程中的排气温度，尤其在超极限工况下真空泵性能 ①油的色泽、混浊情况 ②噪音大小 ③泵体温度 干燥箱体①观察窗玻璃洁净情况 ②门封条洁净、密封情况 ③搁板升降平衡情况 ④箱内搁板表面、集管、金属软管等是否有漏油现象热媒循环系统 ①循环泵工作时油的压力 ②膨胀容器油位和色泽（开机前、冷却时或加热时） 管路阀门 ①所有气动阀门的开/关灵活性和阀板位置 ②电磁换向阀动作有效性 ③泵阱球阀的开关到位情况 ④主蝶阀的密封性 

真空冷冻干燥技术的应用优势有很多，在各个相关领域的应用也日益广泛。冻干技术的应用，离不开冻干机。想让冻干机能够顺利进行冻干过程，除了设备性能、冻干工艺、参数设置等问题外，应用人员也应注意冻干机的运行环境，这也是冻干过程能够顺利进行的基本条件之一。下面来分析一下冻干机运行环境容易出现的问题，以及如何解决。问题一：冻干机供电电压不稳一般冻干机的工作电源电压为225伏，偏离电压允许范围后， 冻干机压缩机就不能进行正常工作甚至不能运转，影响设备运转。解决方法：针对电压不稳的情况，当电源电压不合格时，更换合格的供电电源；当供电电压不稳定时，可使用AVR(220V)或在原工作电源上加稳压器。问题二：室内温度过高冻干机需要在合适的环境下运行，当室内温度高于30℃时，冷凝器可能会无法起到冷凝作用，使系统出现故障。解决方法：如果室内温度在28℃左右，用户可以打开冷凝器后门或者打开房间门，优化通风和制冷状况。问题三：室内温度低于0℃室内温度过低也不合适冻干机运行。如果室内温度低于9℃，冻干机的压缩机油会变得粘稠，容易影响压缩机的正常运作。另外，温度过低时，冻干机的电子元件可能会受到影响。解决方法：当环境温度低于0℃时，可以使用其他加热设备使环境温度升温，并让温度保持在5℃以上，30℃以下。问题四：环境中灰尘过多如果有过多灰尘覆盖在冻干机冷凝器和压缩机上，容易使冷凝器无法达到冷凝效果，直接影响压缩机的使用效果。解决方法：如果环境中的灰尘过多，可每月定期清除覆盖在压缩机和冷凝器上的灰尘。为了保证设备不受损坏，压缩机、冷凝器和管道上的灰尘可以使用软毛刷清除。问题五：环境湿度过高当环境中的湿度较高时，容易让电气发生故障或者短路。解决方法：使用通风设备或者开窗进行通风，从而减低湿度。

食品冻干机主要包括冻干箱、冷阱、真空系统、制冷系统、加热系统及控制系统等几部分组成。由于产量高，食品用冻干机往往设计为分体式，将预冻和干燥设备分开布置。从运转特点看，冻干机有间歇式和连续式两大类。食品冻干机多为间歇式，冻干机工作时，其主要运转时序为：启动控制系统一装料一启动制冷系统、预冻一冷阱降温一启动真空系统一启动加热系统一冻干结束。食品冻干机的控制系统可以手动也可以自动控制。自动控制需已知物料的冻干曲线，预先编制控制程序。有的冻干机在自动控制过程中可以切换到手动控制，这样操作起来更加方便。

层析冷柜主要用在生命科学研究的高校学科和科研院所，主要用来进行各种酶类，肽类，大分子，核酸等物质的生化层析分析试验，也可用于其他需要低温环境的实验，或用于物品冷藏。专门为对温度要求很高的各种应用设计，可以在箱内操作层析设备和其它简易安装的仪器和设备。 层析冷柜说到底是一种低温柜，核心的功能是提供低温的环境，所以温度性能方面的指标是重要的指标，例如：温度均一性、温度稳定性、温控精度；当然，温度性能方面的指标表现，它的好坏是由硬件性能和设计来保障的，例如：压缩机性能、风机性能、整个制冷系统的设计、柜体的厚度、发泡的质量、柜体内部的设计、风道设计等等。 层析冷柜使用原理： 生物分子间存在很多特异性的相互作用，它们之间都能够专一而可逆地结合，这种结合力就称为亲和力。 亲和层析就是通过将具有亲和力的两个分子中一个固定在不溶性基质上，利用分子间亲和力的特异性和可逆性，对另一个分子进行分离纯化。 被固定在基质上的分子称为配体，配体和基质是共价结合的，构成亲和层析的固定相，称为亲和吸附剂。亲和层析时首先选择与待分离的生物大分子有亲和力物质作为配体，并将配体共价结合在适当的不溶性基质上。

冻干机的整个冻干过程都是在低温低压环境下进行，冻干方式能有效地保留冻干产品的热敏性成分及原有生物特性。冻干过程是一个由低温逐渐缓慢升温的过程，如果升温过快、温度过高，容易导致最终冻干产品外观崩塌、品相不佳。冻干过程分为：预冻、升华干燥、解析干燥等三个阶段。因此冻干一次一般需要24小时左右，具体冻干产品也有所不同，如果是结晶点低的生物制品，一般需要三十几个小时。

1、真空度达不到指标检查放气阀是否关紧。也可在抽气过程中反复开、关该阀，让外界空气吹冲阀孔，以吹除阀内可能有的杂质，从而保证阀的密封。真空泵与主机之间由真空管连接，检查两个连接处的卡箍是否拧紧。主机右侧抽气口的不锈钢接头，可用大扳手顺时针方向拧紧。检查有机玻璃罩底面是否光洁平整。“O”型橡胶密封圈是否破损。在真空泵开始工作时，用力下压有面玻璃罩片刻，有利于密封。检查真空泵油质量，从视油镜观察泵油是否变浊或混入杂质，一般情况下，连续工作200小时左右，需要更换真空泵油。2、真空泵漏油检查漏油部位(主要可能是视油镜和密封垫)，更换相应新配件。3、冷阱温度偏高一般由于散热不良，或环境温度偏高所致。4、真空显示“---”检查真空计连线。

在一般的冻干实验中，预冻过程中预冻速度的控制十分重要，因为预冻速度决定了冻干制品的体积大小、形状和成品晶格及其微孔的特性等性质，对其后进行的冻干过程有着诸多影响，因而根据不同冻干制品的性质，控制好预冻速度，对冻干实验的结果影响很大。一般情况下，预冻速度快会让制品形成较大块冰结晶体。形成大冰晶的好处是令制品冻干过程中升华通道通畅，干燥效率较高。不过，由于晶体大，晶核数量少，会造成制剂的结晶均匀性差，反而对升华干燥效果有较大影响。因此，冻干制品的预冻速率，应根据制品本身特性有所变化。对于一些分子呈无规则网状结构的高分子药物，加快预冻速度能使其在药液中迅速定型，使包裹在其中的有机溶媒蒸汽在真空条件下迅速逸出，能使升华速度加快。而对于结晶性的冻干制品来说，预冻速度应控制不要过快。比如，蛋白多态类药物的冻干，慢速冻结通常是有利的。预冻温度须低于制品的玻璃态和橡胶态转变温度，以保证冻干机内所有的制品温度都低于共熔点，使其全部冻结成固体。对于许多溶液，它们的玻璃化转变温度一般要比共晶温度低，至于预冻的温度是控制在低于共晶温度还是低于玻璃化转变温度，这主要取决于冻干制品在冻结过程中需要达到的固化状态。对于具有类似膜结构或活性成分制品的冻干，应该尽量使其冻结温度低于玻璃化转变温度。一般制品预冻温度在共熔点以下10-15℃保存2-3小时，保证冷冻完成。目前最常用的一种预冻方法是冻干机板层预冻。这种预冻方法省去了很多操作，更加方便与实用，但在选择冻干机设备的时候，应注意冻干机是否有板层预冻功能。

共晶点制品预冻过程中，对于结晶体系，随着温度降低，当制品达到冰点以下时，体系中形成冰核，冰核逐渐增长，其余溶液中溶质的浓度逐渐提高，并在达到过饱和时析出结晶，温度持续降低直至剩余溶液完全固化为冰和溶质的结晶混合体，此时的温度即为共晶点，但有些物质的共晶点不是一个具体的温度值，而是一个温度范围。玻璃转化温度制品预冻过程中，对于无定形体系，当制品温度下降到某一程度时，形成的冰晶不再继续增大，残余溶液浓缩到最大程度，溶质与剩余的水分形成粘度极大的玻璃态，此刻温度即为玻璃化转变温度。共熔点制品干燥过程中，随温度逐渐升高，完全凝固的溶质和溶剂开始融化，此时温度即为共熔点。塌陷温度制品在干燥过程中，干燥层温度上升到一定数值时，物料中的冰晶消失，原先为冰晶所占据的空间成为空穴，因此干燥层呈多孔蜂窝状海绵体结构。当蜂窝状结构体的固体基质温度较高时，其刚性降低。当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结构，空穴的固形物基质壁发生塌陷，原先蒸汽扩散的通道被封闭，阻止升华进行，最终导致成品水分含量过高。此临界温度即为的崩溃温度或塌陷温度。

1、装载量冷冻干燥时，冻干机的湿重装载量即单位面积干燥板上被干燥食品的重量，是决定干燥时间的重要因素。另外，冻干食品的厚度也是影响干燥时间的因素。冷冻干燥时，物料的干燥是由外层向内层推进，冻干物料较厚时，需要较长的干燥时间。在实际冻干时，被干燥物料均被切成15～30mm的均一厚度。单位面积干燥板所应装载的物料量，应根据加热方式及冻干食品的各类而定。在采用工业化大规模装置进行干燥时，若干燥周期为6～8h，则干燥板物料装载量为5～15kg/m2。2、干燥温度冷冻干燥时，为能缩短干燥时间，必须供给冰晶升华所需的热量，因此设计出各种加热方式。干燥温度必须控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不会因过热而引起热变性的范围内。3、冻干终点判断冻干终点可用下列指征来判定：物料温度与板层温度趋于一致并保持一段时间；泵组（或冷阱）真空计与干燥室真空计趋于一致，并保持一段时间；冻干仓真空计冷阱温度基本上回复到设备空载时的指标并保持一段时间；对有大蝶阀的冻干机，可关闭大蝶阀，真空机基本不下降或下降很少。以上4个判定依据，即可单独使用，亦可组合或联合使用。

共晶点与共熔点共晶点发生在制品降温预冻过程，共熔点发生在制品升温干燥过程，它们是两个相反的物理变化过程，从概念上来看这两个温度应该是相同的。但由于制品在冻结和熔化过程中其热量传递的具体途径和方式不同，相变潜热不同，所以共晶点温度和共熔点温度并不完全相同，同一物料的共熔点温度要稍高于共晶点温度。共晶点温度与玻璃转化温度在预冻过程中，有些物料没有或者不需要研究玻璃转化温度，有些物料没有共晶点温度[4]，同一制品可能同时存在共晶点温度和玻璃转化温度。制品在玻璃转化温度以上，共晶点以下预冻，则形成晶体结构；制品以较高的降温速度越过共晶点温度，达到玻璃转化温度以下进行预冻，则形成无定型结构。晶型体系的冻干制剂，晶体粒度大，易干燥，稳定性好，而无定型结构的制品干燥速度慢，稳定性差，因此，在无定型体系的保温阶段也可能出现无定型结构向晶体结构转化的现象。塌陷温度与共晶点及玻璃转化温度一般情况下，塌陷温度要稍高于共晶点温度，共晶点温度高于玻璃转化温度（即塌陷温度＞共晶点＞玻璃转化温度）。多数情况下，塌陷温度要比玻璃转化温度高。共晶点、玻璃转化温度、共熔点、塌陷温度的对冻干曲线的指导作用根据制品的共晶点或玻璃化转变温度可确定预冻温度。在预冻过程中，若样品预冻温度过高，预冻不完全，在升华干燥阶段易发生“喷瓶”和“起泡”现象。预冻温度过低，则造成能源浪费，延长生产周期，提高生产成本。因此，在实际冻干操作时，预冻温度一般低于制品的凝固点（共晶点或玻璃转化温度）10℃-20℃，但并不是所有制品均适用，在实际操作中可根据实际情况对预冻温度进行优化。在升华干燥过程中，为防止制品塌陷，对于塌陷温度要稍高于共晶点温度的制品，应控制制品温度低于共晶点温度，而对于少数情况下，塌陷温度低于共晶点温度的制品，应控制制品温度低于塌陷温度。共晶点、玻璃转化温度、共熔点、塌陷温度这几个参数与物料的成分、性质、和加入的添加剂成分、性质有关，受工艺过程参数的影响较小。在冻干曲线的摸索阶段应先测定制品的共晶点、玻璃转化温度、共熔点、塌陷温度,以便尽快确定制品的冻干曲线。

冻干食品的质量要求较为严格，质量检验时，抽样率占每批总数的10%（客户有特需要求除外）每件随机抽取小样，混匀后作待检样品，检验项目为行业推荐指标，大致如下：1、感官指标色泽：应有该品种原料的色泽。香味：应有该品种的香味（或熟制后的香味）。粒度：指规格，依客户要求而定，其中粉末≤2%。2、水分≤5%3、夹杂物不得检出（指非原料或其裂解物）。4、微生物。细菌总数≤500个／g；大肠菌群≤10个／100g；致病菌：不得检出，或依客户要求另定。5、重金属。砷（以As计）≤1.0mg／kg；铅（以Pb计）≤2.0mg／kg；铜（以Cu计）≤60mg／kg。6、装量不低于标示量。7、包装材料依客户要求而定。

冷冻干燥会对微生物细胞造成一定的损害。细胞在冻干过程中要经历冷冻和干燥两种因素的作用，可以导致细胞膜物理条件或者敏感蛋白结构的变化，使细胞的活力下降。在冷冻干燥期间细胞内外的水分被冻结成冰，冰晶会造成细胞的损伤。冻干会引起溶质效应，使细胞的水分溢出，酶蛋白和抑制失活，细胞膜发生膜渗透，使胞内物质与胞外水溶性物质无控制地进行双向交换，从而造成细胞的代谢损伤。此外，冷冻干燥还会使细胞膜上的脂肪酸发生变化，细胞膜的完整性受到破坏。在物料进行冷冻干燥前加入一定比例的冻干保护剂，可以大大减少冻干对微生物细胞的损伤，还可以在菌剂的保藏过程中起到很好的保护作用。这类保护剂有甘油、氨基酸类、聚乙二醇类和糖饲用酵母菌的分离与筛选及微生态制剂的研制类保护剂等。

想要较好地低温保存制品，细胞内的水均以玻璃态的形式被固化，在细胞内不出现晶态的冰。玻璃化是指物质以非晶态形式存在的一种状态，粘度大，分子能动性几乎为零，由于这种非晶体结构的扩散系数很低，因而在这种结构中分子运动和分子变性反应很微弱，化学反应被抑制，提高了物质的稳定性。在产品预冻时，只要降温速率足够快，且达到足够低的温度，大部分材料都能从液体过冷到玻璃态固体。“足够快”的意思是在降温过程中迅速通过结晶区而不发生晶化，“足够低”指的是把温度降到玻璃化转变温度Tg以下。对于具有一定初始浓度的细菌制品，其预冻过程一般通过“两步法”来完成。一是以一般速率进行降温，让细胞外的溶液中产生冰，细胞内的水分通过细胞膜渗向胞外，胞内溶液的浓度逐渐提高；二是以较高速率进行降温，以实现胞内溶液的玻璃化。此法又称“部分玻璃化法”。当初始浓度为A的溶液（A点）从室温开始冷却时，随着温度的下降，温液过冷到B点后将开始析出冰，结晶潜热的释放又使溶液局部温度升高，溶液将沿着平衡的熔融线不断析出冰晶，冰晶周围剩余的未冻溶液随温度下降，浓度不断升高，一直下降到熔融线（Ta）与玻璃化转变曲线（Tg）的交点（D点）时，溶液中剩余的水分将不再结晶（称为不可冻水），此时的溶液达到冻结浓缩状态，浓度较高，以非晶态基质的形式包围在冰晶周围，形成镶嵌着冰晶的玻璃体。

冻干溶液一般都是配置成含固体物质4%-25%的稀溶液。溶液里水的组成：1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基因团上的结合水。3、固定于生物体和细胞中的水，大部分也是可以冻结和升华的自由水。也含有一些不能冻结、很难去除的结合水。冻干的目的就是在低温、真空环境中除去物质中的自由水和一部分吸附于固体晶格间隙中的吸附水。冻干过程分为以下几个步骤：预冻结：预冻是将溶液中的自由水固化，赋予干后产品与干燥前有相同的形态，防止抽空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化发生。溶液在冻结过程中，需过冷到冰点以下，其内产生晶核以后，自由水才开始以冰的形式结晶，同时放出结晶热，使其温度上升到冰点，随着晶体的生长，溶液浓度增加，当浓度到达共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就全部冻结。冷却速度愈快，过冷温度越低，所形成的晶核数量越多，晶体来不及生长就被冻结，形成的晶粒数量越多，晶粒也细。冷却速度慢，形成的晶粒数量越少，晶粒也粗大。冻干制品升华前，必须冻结到一定的温度，这个温度应设在制品的共熔点以下10至20℃左右，如不经过预冻直接抽真空，当压力降到一定程度时，液体就会被抽去。这种情况也叫蒸发，这种蒸汽叫做不饱和蒸汽，如果制品冻结不实而抽真空，液体中的气体迅速逸出而引起“沸腾”的现象。制品如在“沸腾”中冻结，有部分可能逸出瓶外，引起药物损失或使制品表面凹凸不平。由此可见，共熔点的温度是保证产品正常干燥的安全的温度，只能比它低，不能高于共溶点温度。升华干燥（一次干燥）将冻结后的产品置于一闭的真空容器中加热，其冰晶就会升华成水蒸气逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后残留的空隙变成尔后升华水蒸气的逸出通道。升华所需的热量由以下几种途径得到：固体的传导，辐射，气体的对流。产品升华时受以下几个温度限制：产品冻结部分的温度应低于产品共溶点的温度。产品干燥部分的温度要低于其崩解温度或容许的最高温度（不烧焦或性变）。最高搁板温度。解析干燥（二次干燥）第一阶段干燥是将水以冰晶的形式除去，因此其温度和压力都必须控制在产品共溶点以下，才不使冰晶溶化。对于吸附水，由于其吸附能量高，如果不提供足够的能 量，水就不可能从吸附中解析出来。为了使解析出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品，必须使产品内外形成较大的蒸汽压差，所以箱体内要保持高真空。第二阶段干燥后，产品残余水分的含量一般可以控制在0.4%-4% 之间。 

制冷系统是冻干机重要的组成部分，被称为“冻干机的心脏”。冻干机的制冷系统出现故障问题，将会影响冻干机的正常使用。下面将一些冻干机制冷系统经常出现的故障与维修方法进行介绍。一、完全不制冷1、 压缩机启动器故障，需要更换。2、 压缩机故障，需要更换。3、 制冷系统泄漏，导致制冷剂完全漏没，检查制冷系统的漏点，并进行维修。4、 制冷系统堵塞，检查制冷系统的毛细部分以及过滤系统，进行疏导。二、制冷温度达不到冻干机规定性能指标1、 室温过高，导致制冷系统无法正常散热，从而不能达到仪器的正常制冷性能指标，需要对室温进行调节。2、 制冷系统有微漏，制冷剂不足使系统无法达到理想制冷温度指标，查找漏点，维修并补充制冷剂。三、制冷系统无法启动1、 室温过高，因为仪器设有温度控制装置，为了保护压缩机，当室温达到一定温度时，压缩机无法启动，需要对室温进行调节。2、 压缩机供电系统故障，其中包括继电器和启动器以及线路断路故障导致无法供电，从而制冷系统无法启动，进行供电系统排查与维修。四、制冷系统运行中停止工作1、 仪器突然断电，导致运行中止。2、 电气线路故障，导致仪器运行中止。3、 压缩机无法正常散热，导致压力过高（温度过高），从而制冷系统运行中止。4、 人为操作错误。（不小心触摸到了停止键）。

真空冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。由于上述特点，因此真空冷冻干燥便具有了下列优势一．冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。二．在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。三．在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性装。四．由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。五．干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。六．由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。七．干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

真空离心浓缩仪已经成为食品、生物、化工实验室中常见的重要仪器之一，那么真空离心浓缩仪到底是怎么工作的呢？在食品、生物、化工等领域，真空离心浓缩仪渐渐成为了较为重要的样品纯化仪器。比如，在进行生物样本的检测时，例如使用电泳、气象色谱、高效液相色谱、质谱等方法，对于样本的浓度需求较高的实验中，都可以采用真空离心浓缩的方法获得高浓度的样本用于上样。真空离心浓缩仪是利用真空泵在浓缩仪内形成真空，仪器内气压降低，使样品溶剂沸点降低，溶剂能够在低温下沸腾蒸发；另外能够在仪器腔体内增加一定的热量，提高蒸发速率，但是不会对样品的温度产生影响，样品自身温度不会升高；样品在适宜的离心转速下会产生少量的离心力，这个离心力防止了由于样品爆沸而产生的损失，同时也避免了由于加热和离心引起的离心管内产生大量泡沫的现象。相对于其他浓缩方法，真空离心浓缩法的优点是样品的回收率较高，对环境的危害比较小，并且一般的真空离心浓缩仪操作较为简单，无需复杂的实验设计等。相关产品推荐：博医康FastDry-1真空冷冻离心浓缩仪主要特点★ 采用控温技术，实现梯度控温，确保蒸发过程热量补给。★ 浓缩仪、真空泵、冷阱独立模块，可自由组合。★ 采用工业触摸屏+PLC，人机互动性好，操作便捷、稳定可靠。★ 全自动化程序，一键启动，快捷无忧。★ 真空保护功能，防止制品形成冰晶（转速达到设定值后，再抽真空）。★ 磁力驱动，保证了真空密封性，即安全又高效。★ 温度随意设置（0-60℃之间），适合各种类别样本。

一、处方冻干实验最关键的步骤是确定处方。冻干溶液的组成关系到冷冻、升华等步骤的实施。处方包括活性成分、赋形剂、工艺用水。 二、重要的热力学性能:冻干工艺曲线 这其中包括，过冷的程度；结晶的程度；崩解温度或共晶温度；亚稳状态间隙物质的相变化；溶液的结晶热和间隙物质的熔化温度。 三、冻干机要想顺利完成冻干试验，冻干机设备无疑也是关键元素。所用的冻干机设备，需要满足相关标准要求，性能稳定，功能比较丰富，冻干过程重演性强。

1、装载量冷冻干燥时，冻干机的湿重装载量即单位面积干燥板上被干燥食品的重量，是决定干燥时间的重要因素。另外，冻干食品的厚度也是影响干燥时间的因素。冷冻干燥时，物料的干燥是由外层向内层推进，冻干物料较厚时，需要较长的干燥时间。在实际冻干时，被干燥物料均被切成15～30mm的均一厚度。单位面积干燥板所应装载的物料量，应根据加热方式及冻干食品的各类而定。在采用工业化大规模装置进行干燥时，若干燥周期为6～8h，则干燥板物料装载量为5～15kg/m2。2、干燥温度冷冻干燥时，为能缩短干燥时间，必须供给冰晶升华所需的热量，因此设计出各种加热方式。干燥温度必须控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不会因过热而引起热变性的范围内。3、冻干终点判断冻干终点可用下列指征来判定：物料温度与板层温度趋于一致并保持一段时间；泵组（或冷阱）真空计与干燥室真空计趋于一致，并保持一段时间；冻干仓真空计冷阱温度基本上回复到设备空载时的指标并保持一段时间；对有大蝶阀的冻干机，可关闭大蝶阀，真空机基本不下降或下降很少。以上4个判定依据，即可单独使用，亦可组合或联合使用。