體外診斷(IVD)試劑的凍干工藝對設備性能要求ji高,選型時需重點關注核心技術要點,以確保設備滿足生產(chǎn)需求,保障產(chǎn)品質量與穩(wěn)定性。
以下是 IVD 凍干機設備選型核心:
1. 冷凍系統(tǒng)
1.1 板層制冷溫度范圍
IVD試劑常規(guī)含鹽量較高,生物活性成分(如酶、抗體等)需要在極低溫度下才能保持其活性,且有原位凍干和液滴成球凍干等多種凍干方式。一次升華溫度大約在-30℃以下甚至更低,因此板層需要選擇制冷能力在-55℃以下的設備,如采用雙級或復疊制冷系統(tǒng)的凍干機,以維持板層溫度要求,保持升華足夠的梯度壓,確保凍干過程順利進行,保證酶類試劑不易失活變性。
1.2 板層均勻性
均勻的溫度分布能確保物料凍干效果一致,避免局部過熱或過冷,影響試劑的活性、穩(wěn)定性及批內(nèi)、批間差,要求加熱板溫度均勻性≤±1℃,隔板控溫≤±0.5℃。
1.3 冷阱溫度
冷阱溫度越低,捕水能力越強,能確保物料中水分高效凝結。推薦使用凍干機冷阱溫度在-80℃以下凍干機。
2. 真空系統(tǒng)
2.1 真空度范圍
IVD 凍干機運行時的真空度一般需要達到10Pa以下。在這樣的高真空度下,使得試劑中的水分能夠在較低溫度下升華,避免試劑成分因高溫而變性。
真空泵的抽氣能力要能夠快速達到所需的真空度,并且在凍干過程中能夠保持穩(wěn)定的真空度。在有IVD試劑凍干的情況下,一般從大氣壓到10pa以下,真空度時間要<20min,如果真空度不穩(wěn)定,可能會導致凍干速度變慢或者凍干效果不均勻。
3. 干燥箱面積與體積
3.1 板層面積
干燥箱板層面積決定了每次凍干的試劑數(shù)量,對于小型IVD試劑生產(chǎn)企業(yè)或研發(fā)實驗室初期,一般采用0.2-1平米左右偏中試生產(chǎn)功能性的凍干機來進行凍干工藝階段摸索,便于減少后期生產(chǎn)放大帶來的工藝誤差。
但如果企業(yè)有條件的話,建議研發(fā)初期先評估后續(xù)生產(chǎn)所需產(chǎn)能,根據(jù)所需產(chǎn)能直接采用中試生產(chǎn)型凍干機進行研發(fā)期到生產(chǎn)期的工藝摸索與生產(chǎn)過度,因為本身IVD試劑對溫度敏感且試劑成分比較復雜,試劑凍干前配制過程也容易造成不穩(wěn)定,且試劑較貴,避免后續(xù)從小型研發(fā)設備換中試生產(chǎn)型設備時存在工藝再重新摸索優(yōu)化的風險,甚至導致整個試劑體系出現(xiàn)問題。所以根據(jù)產(chǎn)能情況有條件的話建議研發(fā)期直接推薦使用0.5-3平米中試生產(chǎn)型凍干機。
3.2 干燥箱體積
IVD產(chǎn)品使用的包材形狀多樣,如西林瓶干、塑料試劑盒、pcr管、鋁板、托盤等,所以干燥箱要考慮凍干體積方面也要考慮干燥箱的高度,板層間距應足夠,且?guī)喝δ埽詽M足不同產(chǎn)品的凍干需求,以保證熱量和真空度能夠均勻分布到每一個試劑容器中。
4. 箱體材質與結構
4.1 材質的選擇
箱體、板層、盤管等關鍵部件應采用優(yōu)質316不銹鋼,經(jīng)過高精度拋光處理,并通過單體、綜合等多重檢驗,確保設備運行穩(wěn)定安全,耐腐蝕、耐磨損。
內(nèi)部焊接應采用全不銹鋼焊接,避免使用密封膠等材料,減少污染風險。
4.2 結構設計
設備應具備良好的熱傳導性能,板層設計應優(yōu)化熱傳遞效率,減少熱量損失。
設備內(nèi)部應便于清洗和維護,減少交叉污染風險。
總計與建議
一、工藝需求為本
選型時應以 IVD 試劑的凍干工藝需求為核心,重點關注溫度控制、真空系統(tǒng)、冷阱設計、評估后續(xù)凍干產(chǎn)能等核心技術要點,必要時設備入廠后再次進行3Q驗證,形成體系文件的同時也能滿足后續(xù)凍干樣品的需求。
二、設備性能與質量
由于IVD試劑的凍干工藝對設備性能要求ji高,應選擇高性能質量的設備,確保設備性能穩(wěn)定可靠,減少運行風險。
三、成本與效益平衡
在滿足工藝需求的前提下,綜合考慮設備成本、運行成本和維護成本,選擇性價比高的設備。
四、技術支持與服務
選擇具備完善技術支持,最好有IVD凍干經(jīng)驗的售后服務供應商,確保設備安裝、調(diào)試、運行和維護的順利進行,同時能提供后續(xù)相應凍干工藝技術支持。
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