真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用

●文继昌

真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用

●文继昌

自从我们步入了二十一世纪开始至今，各项科学技术都在不断的发展、创新，生物科学在我们已知的科学技术领域中也占据了相当重要的地位。针对生物制药这一方面而言，我们可以发现它经常会用到真空冷冻干燥技术。这项技术在整个生物制药的过程当中极为重要，现在真空冷冻干燥技术已经凭着它所具有的优越性在生物制药领域中被人们广泛的应用，其未来的发展方向也是极为广阔的。

真空冷冻干燥技术；生物制药；应用

0 引言

对于有一些药物的性质不稳定这一问题，现在最好的方法就是引进真空冷冻干燥技术。这一技术的引进可以十分有效的解决上述的问题，对于有关制药业带来的利益也是十分可观的。当前，真空冷冻干燥生物制药工艺普遍被用于生化、生物、抗生素类的生产过程中不断的展示着它的优越性。

1 真空冷冻干燥技术的概述

真空冷冻干燥技术(vacuum一freezedry)简称为冻千技术，指的是把药物低温冻结再真空干燥，最后把药物中的结合水除去。这些步骤不会对药物本身的物理及化学性质产生影响，很大程度上的保留了原始制药时的药性，对生物药物中的组织及细胞等伤害也较小，是一种较为理想的工艺。真空冷冻干燥技术令某些液状药物浓缩之后，颜色不发生变化，而且很疏松，加水后能迅速溶解，稳定性好，受到污染的几率大大降低。并且便于运输，而且能增加保存期限，大大提高药物质量。真空冷冻干燥技术由于在低温以及真空状态下完成对物品的脱水千燥，因而成为医学生物制品中首选的干燥保存方法。现在国内许多制药企业都是用真空冷冻干燥技术加工药物。

2 真空冷冻干燥技术的原理和工艺过程

2.1 真空冷冻干燥技术的原理

冷冻干燥是通过(低温)升华从冻结的生物产品中去掉水分或其他溶剂的过程。此技术的过程原理是把先前冷冻干燥的物品再进行冻结，当温度达到一定的数值之后再将其转移至真空环境中。在真空环境下的物品将会带着上一步骤中凝结成的冰，在该环境下并就直接升华成为了水蒸气，使物品中的水分被蒸干。之后迅速的把物品送入速冻仓冻结，再送入干燥仓升华脱水，最后在后处理车间包装。真空系统能够提供低压条件，速冻仓提供了物品所需的冷量。真空冷冻干燥技术可以实现迅速冷冻，油水分离，受热均匀。并且工作过程稳定，节能，智能化，精确度高，而且操作方便。

2.2 真空冷冻干燥技术的工艺过程

一般将真空冷冻干燥技术分为以下三个阶段：第一个阶段：预冻。在这一阶段，我们首先要考虑的是对于产品的固定。在这里的要求是将物品开始I向温度迅速降到它的共晶点以下，为下一阶段的升华干燥做好准备第二个阶段：升华干燥。这一过程是冷冻干燥最主要的一个部分，之前讲到，这一过程的原理就是将其中的冰在正空环境中进行升华，把产品中的水分除去。在此要注意的是在进行升华的过程中要升高温度，在去除水分的同时也对产品进行快速干燥。第三个阶段：解析干燥。就是要把残余的未冻结水分排出，该阶段的最高温度要根据产品性质和产品要求而定。为使含水量符合要求，可在规定的温度范围内适当提高温度。当制品温度完全达到设定的温度时，再次恢复真空，这样可加快升华速度，缩短干燥时间。最终得到干燥物料。这三个阶段都有着对于生产的不同要求，针对产品的不同其设计方法与控制的手法也不同。而产品最后的质量却与这三个阶段息息相关，这就对于工段生产的要求极为严格，需要有关工作人员态度认真、对工作负责。

3 真空冷冻干燥技术的注意事项及在制药方面的优点

3.1 真空冷冻千燥技术的注意事项

在预冻阶段中，一定要根据产品的不同特点来确定冻结的最低温度，降温速度和降温时间。降温时间的过长或者过短都会浪费时间或者能源，而且还会降低产品的存活率，降低生产效率。为了能够最大程度的保持产品的结构不受到破环，干燥后能够反映产品原来的结构组成。采取快速冷冻是个明智的选择，快速冷冻产生的冰晶较小，而且对细胞的影响不大。在第二阶段升华阶段中，一定要注意控制设备中的压强以及产品的加热温度。设备中压强过低虽有利于产品内冰的升华，但是产品不易获得推动冰快速升华所需的热量。所以升华的速度就会很慢很慢，大大延长了水分干燥的时间。一般来说，在升华阶段，产品对于温度的变化是十分敏感的。所以，为了能更好更快更精确的生产药品，精确控制温度是十分必要的。在解析干燥的过程中，最需要注意的还是温度问题。在产品能承受的温度范围内尽可能的提高温度，使产品中的结合水能获得足够的能量从中解析出来，排出产品体外。真空冷冻干燥技术是有着很高的利用价值的，所以在生产方面，一定要严格遵守各注意事项，力争做到完美，精确。

3.2 真空冷冻干燥技术在生物制药方的优点

生物制药也是社会上新出现的词汇，与真空冷冻干燥技术相比，它出现的则更晚一些，因为生物工程技术是近些年才发展起来的。利用生物制药可以制造出很多紧缺的、稀有的药品，可供医院使用。但是有很多利用生物技术制造的药品，需要使用特殊的存储技术才可以保存，否则就会发生变化。而这种特殊技术就是所谓的真空冷冻干燥技术，这种技术能够短暂的保障生物技术制造的药品的生命，保障它内部结构不会改变，因此可以说生物制药离不开真空冷冻干燥技术。该技术其优点当然也是很多的。相比传统的千燥技术会引起物品表面材料皱缩，破环形态。但是真空冷冻干燥技术可以很好的解决这一问题。因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着，在冰升华时，会留下孔隙在干燥的剩余物质里，这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。另外，蛋白质在高温条件下容易变质，这样会大大降低甚至改变药性。而真空冷冻干燥过程是在低温条件下进行的，其工艺过程对物质的破环程度也很小，所以特别适合蛋白质类的药品制造生产。

4 结语

现代生物技术不断发展，真空冷冻干燥技术在生物制药领域中的作用也越发凸显。技术在不断的革新，使得其对于人们的助益也越来越大。我们应该对这项技术进行更加全面的改革深化，引进一些更加先进的手段对其进行辅助。相信这样做会在真空冷冻干燥技术的发展过程中添上更为浓墨重彩的一笔，同时也为生物制药的领域创造更为便利的条件。

（作者单位：陕西国际商贸学院）

[1]姚曦冉.真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用[J].今日健康 ,2014(10)∶377-377.

[2]郭廓.真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用[J].生物技术世界 ,2015(3)∶81-81.

[3]金小花.探析真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用[J].生物技术世界,2015(12).

[4]刘寒.真空冷冻干燥技术在生物制药中的应用[J].科技创新与应用 ,2016(27)∶97-98.

文继昌，陕西国际商贸学院制药工程B1301班。