冻干试剂在IVD行业的未来是可以预见的,因此这两年的冻干制剂越来越火热,随之有很多咨询冻干相关的技术问题,而很多问题都产生在冻干机使用上。冻干机性能不同厂家有很大的差异,而产品不同,使用的工艺要求也各有不同,了解核心设备的使用是很有必要的。这里就和大家分享如何使用冻干机。
冻干机品类很多,用户使用场景和需求也有很大差异,好坏的评价有很多个维度。但只要能达到这两个原则:【性能覆盖产品需求,不能产生不可控或未知的风险】都能很好地为我们所用。
之前有和大家分享。提供足够的水蒸气流动的梯度压,即冷阱温度要低于产品的塌陷温度。IVD产品,基本上都含盐,因此冻干机的基本要求,板层温度可控,能在-40℃以下;足够的梯度压差,冷阱温度要-55℃,如果分体冷阱,需要更低一些,通道的阻力。需要详细了解的可翻看历史文章。
实际是工艺因素影响到产品性能。冻干前,测一下冻融的电阻变化,看看产品的出现波动时的温度,一次升华温度的设定,要低于波动的温度。品温是动态一直变化,制品内部温度差异也非常大,与设备升华效率、冷阱性能和形式、设备的保温等都有影响,可以做一些常用的保护剂,放置品温探头,来寻找品温和板温的关系验证。
这里从使用者的角度来和大家分享:
研发人员
效率高,能排除干扰因素
生产人员
能管理产品的质量风险,工艺和产品匹配到最高效率。
这篇文章主要面向研发人员,研发使用要求要比生产复杂得多,生产使用只要把验证做好,固定下来,保持固定的维护和验证频率即可。
温度设置按上述验证来设置,升华效率高的设备,板层温度设置靠近波动范围。升华效率低的,偏低5~10℃。升温通过真空掺气频率来确认,西林瓶观察水线消失,即可升温。
关于真空的设置方式,历史文章可以查询。如果不控制,缺少分子运动,内部的热传递方式变得单一,点或面的传递,会导致塌陷风险。水蒸气逐渐处于平衡,升华效率下降时,升华水蒸气带走热量减少,制品温度热传递平衡被打破,产生局部失衡,导致冻干制品出现不良情况。真空控制,箱体内部的分子运动,使得制品的热传递更加立体,避开单一的点或面对产品的局部热传递。
关于真空度设置也有做过分享,可查阅历史文章
研发人员使用冻干机,希望效率高,可以在过程中介入一些操作:
掺气的幅度范围,适当大一些,需要调节掺气阀的开度大小,建议在一次升华未升温之前调整。下限太低,不掺气,上限太高,一直掺不到。另外,掺的气体很重要,最好是氮气,普通空气,温度高并且还很湿,不要把上限设置太高,20pa左右(分子试剂),下限和设备有很大的关系,一般一次升华初期,前面2、3个小时,不太需要掺气,一直到掺气频率变很高时,10分钟左右动作的时候,就可以去升温。这些过程不需要一直盯着,定个合适的间隔时间去查看设备的历史记录数据来调整。
升华阶段结束后产品中大约还有 10%左右的水分,这些水分主要是产品中的结合水,解吸干燥是用较高的温度和较低的压力来去除结合水。实际上解吸干燥是包含在冷冻真空干燥中的普通真空干燥。因此要把产品温度加热到一个最高许可温度,这个最高许可温度是产品不致受到损害的最高温度,它需要根据产品的活性和稳定性试验来确定,通常病毒类产品是 25℃,细菌类产品是 30℃,蛋白、血液制剂类产品 40℃,抗菌素类产品 60℃。不同保护剂也有很大的区别,到确定生产工艺时,需要做更多的验证。
▲冻干小型研发设备
产品研发,最重要的是,快速高效,而简逸生物的利器之一是我们自己定制的冻干机。
快速研发利器,基本上20小时出来一批产品
冷阱温度-80℃
一体设计,水蒸气通道阻力极小
板层温度-55~85℃
真空控制,更高的冻干效率
真空压塞,排除外因干扰
远程控制、数据记录,
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