原位大型凍干機(jī)是用于高要求樣品凍干處理的專業(yè)設(shè)備,其操作需遵循規(guī)范流程以確保凍干效果和設(shè)備安全。以下是簡(jiǎn)易使用方法及關(guān)鍵注意事項(xiàng):
一、使用前準(zhǔn)備
設(shè)備檢查
確認(rèn)凍干機(jī)電源、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)是否正常,各閥門、儀表(如真空表、溫度表)顯示是否準(zhǔn)確。
檢查凍干腔、冷阱內(nèi)壁是否清潔,無(wú)冰霜或殘留物(若有需提前化霜清理)。
確保凍干瓶、托盤等配件已消毒(可采用高溫滅菌或酒精擦拭)。
樣品預(yù)處理
樣品需預(yù)先凍結(jié)(可在冰箱或預(yù)凍艙中完成),凍結(jié)溫度通常低于共晶點(diǎn)10~20℃(如-40℃~-50℃),避免樣品在凍干過(guò)程中融化。
樣品分裝時(shí)厚度不宜超過(guò)3~5mm(太厚會(huì)影響凍干效率),均勻放置于托盤上,預(yù)留空隙便于熱量和水汽傳導(dǎo)。
二、操作流程
1.預(yù)凍階段
原位預(yù)凍(若設(shè)備支持):
將樣品放入凍干腔,關(guān)閉艙門,啟動(dòng)預(yù)凍程序(設(shè)置溫度至-40℃~-60℃,根據(jù)樣品特性調(diào)整),保持2~4小時(shí)直至樣品完全凍結(jié)。
非原位預(yù)凍:
提前用其他設(shè)備凍結(jié)樣品,快速轉(zhuǎn)移至凍干腔托盤上,避免樣品部分融化。
2.凍干階段
啟動(dòng)真空系統(tǒng):
打開(kāi)凍干腔與冷阱之間的閥門,啟動(dòng)真空泵(如旋片泵、分子泵),逐步將真空度降至10~30Pa(具體根據(jù)樣品需求調(diào)整,真空度越高凍干速度越快)。
升溫控溫:
啟動(dòng)加熱系統(tǒng)(如板層加熱),緩慢升溫至樣品允許的最高溫度(通常為20℃~40℃,避免超過(guò)共晶點(diǎn)導(dǎo)致樣品塌陷),保持溫度穩(wěn)定,使冰晶升華。
監(jiān)控狀態(tài):
觀察冷阱溫度(通常維持在-50℃~-80℃,確保水汽凝結(jié))、真空度波動(dòng)及樣品外觀(如是否出現(xiàn)鼓泡、萎縮),記錄凍干時(shí)間(通常持續(xù)12~48小時(shí),取決于樣品量和厚度)。
3.干燥結(jié)束與樣品取出
判斷凍干完成:
真空度穩(wěn)定不再波動(dòng),冷阱霜層不再增厚。
樣品重量不再變化(可通過(guò)稱重確認(rèn)),外觀呈疏松多孔狀。
破真空與取出:
關(guān)閉加熱系統(tǒng),緩慢通入干燥氮?dú)猓ɑ蚩諝猓┢普婵?,打開(kāi)艙門,取出樣品立即密封(避免吸潮)。
三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
安全操作
凍干過(guò)程中避免觸碰冷阱(溫度極低,防止凍傷),真空系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)禁止強(qiáng)行打開(kāi)艙門。
若使用易燃易爆樣品(如有機(jī)溶劑),需確認(rèn)設(shè)備具備防爆功能,且操作時(shí)遠(yuǎn)離火源。
參數(shù)優(yōu)化
根據(jù)樣品特性(如共晶點(diǎn)、熱穩(wěn)定性)調(diào)整預(yù)凍溫度和凍干升溫速率,可通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定最佳參數(shù)(如使用差示掃描量熱法DSC測(cè)定共晶點(diǎn))。
大體積樣品可分層凍干,或采用分步升溫策略(如先-20℃升華,再逐步升至更高溫度解析殘留水分)。
設(shè)備維護(hù)
每次使用后清理冷阱冰霜(化霜時(shí)可開(kāi)啟加熱功能),用中性清潔劑擦拭凍干腔,避免腐蝕性殘留。
定期檢查真空泵油位(若為旋片泵),及時(shí)更換真空泵油,防止真空度下降。
長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)保持凍干腔干燥,可定期開(kāi)機(jī)運(yùn)行空泵維持系統(tǒng)狀態(tài)。
四、常見(jiàn)問(wèn)題與應(yīng)對(duì)
真空度不足:檢查管路是否漏氣、冷阱溫度是否過(guò)低、真空泵油是否污染,必要時(shí)更換密封件或維修真空泵。
樣品塌陷:可能因升溫過(guò)快超過(guò)共晶點(diǎn),需降低加熱溫度或減緩升溫速率,或調(diào)整預(yù)凍溫度至更低。
凍干時(shí)間過(guò)長(zhǎng):增加樣品表面積(如分裝更?。⑻岣哒婵斩然蜻m當(dāng)升高板層溫度(在樣品耐受范圍內(nèi))。
通過(guò)規(guī)范操作和參數(shù)優(yōu)化,原位大型凍干機(jī)可高效完成生物制品、藥品、食品等樣品的凍干保存,保持樣品活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。若處理特殊樣品(如熱敏性生物材料),建議先進(jìn)行小規(guī)模試驗(yàn)驗(yàn)證工藝可行性。
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