生物制劑為了方便運(yùn)輸、方便保存、延長(zhǎng)保質(zhì)期和增加保存、使用等方便性,現(xiàn)在很多生物制劑是采用凍干的形式進(jìn)行生產(chǎn)。凍干是敏感性物料長(zhǎng)期保存的一個(gè)有效途徑。而為了有效凍干,必須制定凍干曲線和摸索配方,而凍干曲線制定合理性,是要依賴生物制劑的塌陷溫度、共晶點(diǎn)溫度、共融點(diǎn)溫度、玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度、容器等有關(guān)。
制品在干燥過(guò)程中,隨著物料中的冰晶消失,原先為冰晶所占據(jù)的空間成為空穴,干燥結(jié)構(gòu)是疏松多孔的蜂窩結(jié)構(gòu)。上層干燥層形成的固體基質(zhì)溫度較高時(shí),其剛性降低,可能發(fā)生塌陷。當(dāng)溫度達(dá)到某一臨界值時(shí),固體基質(zhì)的剛性不足以維持蜂窩狀結(jié)構(gòu),空穴的固形物基質(zhì)壁發(fā)生塌陷,原先蒸汽擴(kuò)散的通道被封閉,阻止升華進(jìn)行,最終導(dǎo)致成品水分含量過(guò)高。此臨界溫度即為樣品的塌陷溫度。測(cè)定塌陷溫度只能采用凍干顯微鏡觀察法。
共融點(diǎn)溫度是制品干燥過(guò)程中,隨溫度逐漸升高,*凝固的溶質(zhì)和溶劑開(kāi)始融化的溫度點(diǎn)為共熔點(diǎn)。共晶點(diǎn)溫度是降溫過(guò)程中,達(dá)到共晶狀態(tài)的溫度,共熔點(diǎn)發(fā)生在制品升溫干燥過(guò)程,它們是兩個(gè)相反的物理變化過(guò)程,從概念上來(lái)看這兩個(gè)溫度應(yīng)該是相同的。但由于制品在預(yù)凍凍結(jié)和升溫干燥過(guò)程中其熱量傳遞的具體途徑和方式不同,相變潛熱不同,所以共晶點(diǎn)溫度和共熔點(diǎn)溫度并不*相同,通常情況下同一物料的共熔點(diǎn)溫度要稍高于共晶點(diǎn)溫度。
由于無(wú)定形物質(zhì)的含量不同,預(yù)凍過(guò)程中,有些物料沒(méi)有或者不需要研究玻璃轉(zhuǎn)化溫度,有些物料沒(méi)有共晶點(diǎn)溫度,同一制品可能同時(shí)存在共晶點(diǎn)溫度和玻璃轉(zhuǎn)化溫度,有的物料測(cè)不到玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。制品在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上,共晶點(diǎn)以下預(yù)凍,則形成晶體結(jié)構(gòu);制品以較高的降溫速度越過(guò)共晶點(diǎn)溫度,達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)化溫度以下進(jìn)行預(yù)凍,則形成無(wú)定型結(jié)構(gòu)。
晶型體系的生物凍干制劑,晶體粒度大,易干燥,穩(wěn)定性好,而無(wú)定型結(jié)構(gòu)的制品干燥速度慢,穩(wěn)定性差,因此,在無(wú)定型體系的保溫階段也可能出現(xiàn)無(wú)定型結(jié)構(gòu)向晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象,不同晶型之間也可能發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此預(yù)凍階段可以研究退火工藝,讓晶型重組。
一般情況下,塌陷溫度要稍高于共晶點(diǎn)溫度,共晶點(diǎn)溫度高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度(即塌陷溫度>共晶點(diǎn)>玻璃轉(zhuǎn)化溫度)。根據(jù)制品的共晶點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可確定預(yù)凍溫度。在生物制劑預(yù)凍過(guò)程中,若樣品預(yù)凍溫度過(guò)高,預(yù)凍不*,樣品不能凍結(jié),在升華干燥階段易發(fā)生“噴瓶"和“起泡"現(xiàn)象。預(yù)凍溫度過(guò)低,則造成能源浪費(fèi),延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)成本。因此,在實(shí)際凍干操作時(shí),預(yù)凍溫度一般低于制品的凝固點(diǎn)(共晶點(diǎn)或玻璃轉(zhuǎn)化溫度)10℃-20℃。預(yù)凍時(shí)間根據(jù)制品進(jìn)行判斷。
在升華干燥過(guò)程中,為防止制品塌陷,對(duì)于塌陷溫度稍高于共晶點(diǎn)溫度的制品,應(yīng)控制制品溫度低于共晶點(diǎn)溫度,而對(duì)于少數(shù)情況下,塌陷溫度低于共晶點(diǎn)溫度的制品,應(yīng)控制制品溫度低于塌陷溫度,以較低的溫度為控制點(diǎn)更保險(xiǎn)。
共晶點(diǎn)、玻璃轉(zhuǎn)化溫度、共熔點(diǎn)、塌陷溫度這幾個(gè)參數(shù)與物料的成分、濃度、特性和保護(hù)劑劑成分、性質(zhì)有關(guān),受工藝過(guò)程參數(shù)的影響較小,但是退火也會(huì)影響玻璃轉(zhuǎn)變溫度或者塌陷溫度,因此測(cè)定樣品的關(guān)鍵溫度,并測(cè)定退火工藝后的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度或者塌陷溫度,對(duì)于凍干曲線制定非常有幫助。在凍干曲線的摸索階段應(yīng)先測(cè)定制品的共晶點(diǎn)、玻璃轉(zhuǎn)化溫度、共熔點(diǎn)、塌陷溫度,以便盡快確定制品的凍干曲線制定的方向。
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
立即詢價(jià)
您提交后,專屬客服將第一時(shí)間為您服務(wù)