냉동건조는 승화를 통해 동결된 바이오 제품에서 수분이나 다른 용매제를 제거하는 과정을 말한다.승화는 용제, 예를 들면 물, 드라이아이스처럼 액체 상태를 거치지 않고 고체 상태에서 직접 기체 상태로 변하는 과정을 말한다.냉동건조로 얻은 산물을 동결건조물(lyophilizer)이라고 하는데 이 과정을 동결건조(lyophilization)라고 한다.
전통적인 건조는 재료의 주름을 일으키고 세포를 파괴한다.고체 성분이 그 위치에 있는 단단한 얼음에 의해 지원되기 때문에 동결 건조 과정에서 샘플의 구조는 파괴되지 않습니다.얼음이 승화할 때, 그것은 건조한 잉여 물질에 구멍을 남긴다.이렇게 하면 제품의 생물과 화학 구조와 그 활성의 완전성을 보존할 수 있다.
실험실에서 동결건조는 많은 부동한 용도가 있는데 이는 많은 생물화학과 제약응용에서 *이다.이는 미생물배양, 효소, 혈액, 약품 등 장기간 보존할수 있는 생물재료를 획득하는데 사용되였는데 이는 장기적으로 보존하는 안정성외에 그 고유의 생물활성과 구조도 보존하였다.이를 위해, 동결 건조는 구조 연구 (예: 선글라스 연구) 에 사용되는 조직 샘플을 준비하는 데 사용됩니다.냉동 건조는 화학 분석에도 사용되며 건조 상태의 샘플을 얻거나 샘플을 농축하여 분석 민감도를 높일 수 있습니다.동결건조는 시료성분을 안정시키고 화학구성을 개변할 필요가 없으며 리상적인 분석보조수단이다.
냉동 건조는 자연적으로 발생할 수 있다.자연 상황에서 이 과정은 느리고 예측할 수 없다.냉동 건조 시스템을 통해 사람들은 많은 단계를 개선하고 세분화하여 이 과정을 가속화했습니다.
기본적인 냉동 건조 시스템은 다음과 같습니다.
· 건조실 또는 다기관
· 하나의 진공 흡입 시스템이 장애물을 극복하고 가스 흐름을 가속화한다
· 열원이 에너지를 공급한다
· 증기압차 zui를 대화시키고 증기를 포착하여 동결시켜 수증기가 진공펌프를 오염시키지 않도록 하는 저온 응축기.
냉동 건조 프로세스에는 다음 세 단계가 포함됩니다.
· 예동, 다음 승화 과정을 위해 샘플을 준비한다.
· 초급 건조, 이 과정에서 얼음은 녹지 않고 승화된다.
· 2차 건조, 이 과정에서 고체 물질에 결합된 잔류 수분이 제거되어 건조 샘플이 남는데, 이 단계는 샘플의 안정성을 보존하는 데 매우 중요하다.껍데기식 예동 중, 동건병의 샘플은 저온열 전도 액체에 담그고 회전하며, 액체 샘플은 동건병의 원주 내벽을 따라 얼어 더 큰 표면적에 도달한다.이 얇은 결동층은 물 분자가 더욱 쉽게 통과할 수 있게 한다.일단 샘플이 얼면 냉동 건조 시스템과 연결할 수 있다.1차 및 2차 건조는 시료병이 동결 건조 시스템에 연결되면 시료가 즉시 진공 조건에 노출되어 기류 저항을 극복합니다.동시에 열량은 에너지로 제공된다.건조함이나 다기관으로 연결된 동결건조병과 다른 유리 용기에 열을 공급하는 열원은 실온 공기욕이다.자동 압축 덮개에 상자를 씌우는 것은 가열층 공급이다.진공과 열량 이런 조건은 얼음에서 승화된 수증기가 샘플과 표층이 이미 얼어서 마른 물질을 더욱 쉽게 류동하는데 도움을 줄수 있다.
냉동 샘플의 승화 효율은 몇 가지 요소에 달려 있다.그 중 Zui의 중요한 냉동 제품과 컬렉터 사이의 기압 차.zui의 효과적인 냉동 건조는 샘플이 감당할 수 있는 zui의 높은 온도에서 발생하며, 동시에 냉동 상태를 유지할 수 있으며, 동시에 수집기 온도와 시스템 진공도는 도달할 수 있는 zui의 낮은 값을 유지한다.건조 시간의 변화는 냉동 건조된 재료의 낮은 공용 온도에 의존한다.절대다수의 생물재료에 대해 이 온도는 0 ℃ 보다 낮고 어떤 것은 심지어 -40 ℃ 까지 낮다.높은 기압차와 온도 차는 효과적인 건조를 일으킬 것이다.초급 동결이 완료되면 모든 얼음이 승화된다.그러나 결합수는 여전히 제품에 존재하며 차급건조시 zui후상의 건조는 고체견본의 물에 단단히 결합되여 물을 흡수하여 증기로 전환시킨다고 한다.이 과정을 해흡작용이라고 한다.해흡은 액체수보다 흡수수가 같은 온도에서 기압이 더 낮기 때문에 느린 과정이다.냉동 건조는 시료와 컬렉터의 증기 압력이 같을 때 * 완료됩니다.만약 샘플이 * 건조하지 않았을 때 너무 일찍 시스템을 이탈한다면, 그것은 아마도 빠르게 분해되고 구조와 생물 성능을 잃게 될 것이다.