冻干工艺研发的关键要素：共晶区间

一、冻干工艺研发的关键要素：共晶区间

可以说冻干工艺研发，都是围绕着共晶区间进行的。

二、生物制品活性的关键

   冻干工艺最为核心的部分，就是保护制品的活性，而结晶过程，直接影响到制品的有效成分。

三、冻干周期影响

   不同的结晶状态，内部的水分升华通道不一样，升华效率会有极大的影响。

四、产品质量

   共晶区间控制恰当，晶体结构均匀，产品稳定性就会提高。

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影响产业化成本

   共晶点偏高的产品，不论从冻干机成本，还是工艺成本都可以大幅降低，我们知道市面上的冻干机有好几个等级，冷阱从-20℃到﹣80℃的都有，共晶点越低，我们需要购置的冻干机冷阱温度就需要越低，成本就越高。超低温工况成本会大幅增加，故障风险也大幅提高。因此在辅料配方筛选的时候需要尤其注意其对共晶点的影响。

共晶点定义

   当达到某一温度或温度区域时，其液态和所形成的固态中的组分完全相同，这时的溶液称为共晶溶液，这时的温度或温度区间称为该溶液的共晶点或共晶区，也称为完全固化温度。对于绝大多数溶液来说，共晶点是一个区域范围。

为了更好解释共晶点，先看下面录制的动图：

细心的读者会发现，首先整体出现半透明状态，然后西林瓶底部会出现白色状往上慢慢生长：

另外生长过程及方向和热传递面有关系。

用一张图和大家解释结晶过程：

第一阶段：

   溶液在冻结过程中，需过冷到冰点以下，形成超冷温度，其内部产生晶核以后，自由水才开始以纯冰的形式结晶，同时放出结晶热，使其温度上升到冰点。

第二阶段：

   共晶温度：几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时某些组分结晶析出，使剩下的溶液浓度发生变化。

第三阶段：

   随着晶体的生长，溶液浓度增加，当浓度到达共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就全部冻结，形成晶体结构。

  上面说的基本上大家使用的“共晶点”，而其实对于冻干工艺的摸索，整个结晶过程变化区间的意义要比这个点重要得多。

错误的“快冻”

  从很多客户的交流中发现，很多人错误的认为：预冻越快，活性越好。于是出现了很多“暴力”的预冻方式，配置好直接放入到极低温的环境中，例如：超低温冰箱、或者在冻干机中最快速度的降温。这不但没有保护，而且活性损失更加大。

  学过材料力学就知道，内部的温度差越大，所产生的内部应力就越大。而且从溶液上述溶液的结晶过程我们知道，浓度增加，对蛋白构成和三围结构都可能产生破坏。

  我们在做冻干工艺研发的时候快冻：最快的穿透共晶区间才是最好的。但是热传递是有物理条件限制的，怎么实现真正意义上的快冻？后面接着和大家分享如何使用共晶区间，以及介绍简逸生物自己开发的仪器测量共晶区间，希望给大家带来帮助。