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在药品和细胞冷冻干燥之前,必须加入一些保护剂和添加剂,以保证其冻干效果、保持药品的活性和细胞的存活。物料和保护剂、添加剂一起,组成了多组分的系统,我们称之为“物料系统”。
传统的干燥会引起材料皱缩,破坏细胞。在冷冻干燥过程中,由于固体成分在其所在位置由固体冰支撑,因此不会破坏样品的结构。当冰升华时,它会在干燥的剩余物质中留下毛孔。从而保持了产品的生物化学结构和活性完整性。
冷冻真空干燥机物料系统的物性,如凝固温度、相变热、玻璃化转变温度、玻璃化转变前后的热容量等,都会对冻结和干燥过程产生很大的影响。在干燥过程中,希望物料的升华速率高,就要求物料的空隙多、而又不致塌陷。这些也都是和物料系统的物性有关的。
升华干燥是在低温下对物料系统进行加热,冷冻真空干燥机使物料中被冻结成冰的“自由水”直接升华成水蒸气。在升华干燥过程中,可以控制的参数有:物料的温度、干燥室的真空度、升华干燥的持续时间等。