冷凍干燥機在凍干疫苗上的研究

四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展（北京）有限公司

    凍干機廣泛用在醫學(xué)、制藥、生物研究和生物制藥、中藥材、西藥針劑等領(lǐng)域。經(jīng)冷凍干燥處理的藥品易于長(cháng)期保存，加水后能恢復到凍干前狀態(tài)并保持原有生化特性。制藥冷凍干燥機可用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產(chǎn)；由于真空冷凍干燥具有其它干燥方法*的優(yōu)點(diǎn)，因此該制藥技術(shù)受到人們的青睞，在醫藥的應用已日益廣泛，真空冷凍干燥技術(shù)也為保存生物活性提供了良好的解決途徑。

    凍干疫苗，即利用致病微生物經(jīng)傳代或基因改造的方式，在不破壞原有免疫原性的基礎上使該致病微生物無(wú)致病性。將失去致病性的病原微生物經(jīng)擴增后將培養液放入凍干機中，經(jīng)低溫，增加凍干機內真空度的方法，使培養液中的水分以升華的方式分離，制成保持原有微生物免疫原性的干粉，即為凍干疫苗。采用凍干而不是烘干的方式，目的是為了避免因溫度過(guò)高而導致的因蛋白質(zhì)變性而破壞微生物的免疫原性。凍干疫苗在使用時(shí)，須用稀釋液稀釋至一定倍數后進(jìn)行注射。凍干疫苗使用的凍干機除需具備先進(jìn)的凍干技術(shù)外，還應當具備安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟性的性能指標。

    四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展（北京）有限公司設計生產(chǎn)的中試型系列凍干機（型號為L(cháng)GJ-50E/80E/100E/120E）適合凍干疫苗，該型設備凍干倉和冷阱為兩個(gè)獨立的腔體，凍干倉中的擱板帶制冷功能，物料置入凍干腔后，物料的預凍、干燥過(guò)程無(wú)需人工操作，是進(jìn)行凍干疫苗的理想選擇。

凍干機型號為：LGJ-50E/80E/100E/120E

一、該型號系列凍干機的主要特點(diǎn)

1、控制軟件系統為安卓系統，凍干過(guò)程均有可編程程序自動(dòng)控制，可實(shí)時(shí)切換為人工操作，實(shí)現凍干過(guò)程全程參數控制，在運行過(guò)程中系統自動(dòng)監控檢測并記錄儲存相關(guān)數據，也可通過(guò)標配遠程系統進(jìn)行監控，儲存多個(gè)固定或自定義程序，可數字密碼簽名；

2、連續記錄實(shí)時(shí)數據，繪制凍干曲線(xiàn)，每分鐘存儲一次數據，具備USB數據存儲串口；

3、控制系統人機界面設備符合NEMA（電氣制造業(yè)協(xié)會(huì )）防護規定和歐洲CE電氣認證標準；

4、系統配有各種傳感器，實(shí)時(shí)記錄顯示真空度、冷阱溫度、物料溫度、擱板溫度，運行錯誤報警可在運行過(guò)程中溫度和壓力出現異常時(shí)即時(shí)報警并主動(dòng)保護運行安全穩定；

5、與生產(chǎn)型機器設計原理和制造形式高度接近，部件表面處理符合或高于相關(guān)國家和行業(yè)規定；

6、凍干自動(dòng)控制系統凍干過(guò)程升溫和降溫均采用PID控制，可自動(dòng)實(shí)現對物料反復預凍、速凍和慢凍；

7、中間介質(zhì)循環(huán)技術(shù)：擱板梯度控溫，特殊工藝流程制造保證板層溫度均一、可控性強，板層平整，冷熱量傳導良好，提高凍干效率；

8、外置冷阱提高設備的捕水能力，減少凍干過(guò)程中冷阱溫度對物料的干擾，保證物料凍干質(zhì)量一致和實(shí)驗數據穩定，提高凍干效率，降低能源損耗；

9、采用進(jìn)口壓縮機雙機復疊制冷技術(shù)，標準綠色環(huán)保冷媒，制冷迅速，冷阱溫度低，捕水能力強；

10、中設備凍干前準備和凍干結束后關(guān)閉凍干室與捕水室之間管路的蝶閥，可保證物料在潔凈環(huán)境中進(jìn)行裝卸和產(chǎn)品預凍，凍干后可測控判定物料凍干是否結束（選配），提高設備凍干效率；

11、具有自動(dòng)化霜功能；

12、復壓摻氣系統：減少樣品二次污染，可回填氮氣或惰性氣體；

13、壓塞方式：電動(dòng)；

14、提供潔凈室安裝解決方案；

15、真空度全程自動(dòng)控制，可選配真空度調節功能；

16、選配共晶點(diǎn)測試功能，更好的優(yōu)化樣品升華工藝；

17、選配上位機控制。

※ 達標冷阱溫度： ≤-80℃ （空載，環(huán)境溫度 ≤30℃）     

※ 極限冷阱溫度： ≤-83℃ （空載，環(huán)境溫度 ≤25℃）   

※ 達標真空度： ≤10Pa（空載）

※ 極限真空度： ≤1Pa（空載）

※擱板降溫速率：20℃降至-40℃≤60min（空載）

※冷阱降溫速率：20℃降至-40℃≤30min（空載）

※真空抽氣速率：標準大氣壓降至10Pa≤20min（空載）

※擱板控溫范圍：-50℃～+70℃

※電源要求：AC380V 50Hz 三相五線(xiàn)制或AC220V 50Hz

※ 適用環(huán)境：≤30℃  

二、冷凍干燥參數的確定和控制

    生物制品的冷凍干燥產(chǎn)品要求有一定的物理形態(tài)、均勻的顏色、合格的殘水含量、良好的溶解性、高的存活率或效價(jià)、長(cháng)的保存期。因此不僅要對原材料的配制和凍干后的密封保存進(jìn)行控制，更重要的是對凍干過(guò)程每一階段各參數進(jìn)行全面監控，以獲得良好的凍干產(chǎn)品。

    凍干過(guò)程的參數主要是溫度、壓強和時(shí)間三要素，即預凍階段、升華階段、解吸階段三個(gè)階段。在預凍階段過(guò)程中，一般采用速凍對物料進(jìn)行凍結,所產(chǎn)生的冰晶體較小,在升華過(guò)程中較易除去。采用在長(cháng)時(shí)間慢凍工藝(時(shí)間≥10- 12h) 下預凍，在低工作壓力(≤20Pa)、低升華溫度（≤25C)下進(jìn)行物料的升華干燥。物料在低溫下進(jìn)行干燥，冰晶迅速的升華,縮短了升華干燥時(shí)間；采用較高的解吸溫度(≥50C )，縮短了解吸干燥的時(shí)間,降低了含水量。確定冷凍干燥參數的主要依據是產(chǎn)品的品種和凍干機的性能，其次也要考慮到總裝量，每瓶?jì)鹊难b量和厚度、容器的種類(lèi)，產(chǎn)品是放在盤(pán)內干燥還是直接放在板層上干燥，瓶口是否帶有塞子等。

三、凍干疫苗保護劑

    在冷凍干燥的液體制品中，除了那些有活性、有生命或有治療效果的成分之外，統稱(chēng)為凍干保護劑。有些液體制品能單獨地進(jìn)行冷凍干燥，但也有些液體制品進(jìn)行冷凍干燥往往不易成功。為了使某些制品能成功地進(jìn)行冷凍干燥，改善凍干產(chǎn)品的溶解性和穩定性，或使凍干產(chǎn)品有美觀(guān)的外形，需要在制品中加入一些附加物質(zhì)，它們就是保護劑。保護劑的范圍相當寬廣，品種繁多，對于不同的凍干制品沒(méi)有一個(gè)保護劑的通用配方，每種產(chǎn)品的適宜保護劑需通過(guò)反復的試驗才能確定。

四、保護劑有以下作用

1、細菌和病毒需要在特定的培養介質(zhì)中生長(cháng)繁殖，但這些培養介質(zhì)與細菌和病毒往往難以分離，他們一般能成功地冷凍干燥在這些培養介質(zhì)中。

2、有些活性物質(zhì)濃度極小，干物質(zhì)含量極小，在冷凍干燥時(shí)已經(jīng)干燥的物質(zhì)會(huì )被升華的氣流帶走。

3、有些活性物質(zhì)特別脆弱，在冷凍和干燥時(shí)由于物理或化學(xué)原因會(huì )受到危害，因此需加入一些保護劑，以減少在冷凍和干燥時(shí)的損害。

4、加入某些物質(zhì)可以提高產(chǎn)品的崩解溫度，以得到良好的產(chǎn)品，并容易凍干。

5、為了改變產(chǎn)品貯藏的穩定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時(shí)間，它們是抗氧化劑類(lèi)。