實驗室(shì)凍(dòng)幹(gān)機的核心工(gōng)作原理基(jī)於水的物理特性(xìng)--水在(zài)固(gù)態下(xià)可(kě)以(yǐ)直接(jiē)升(shēng)華(huá)為氣態,繞過液態階(jiē)段(duàn)。這一過(guò)程(chéng)被稱(chēng)為升華。凍幹機(jī)通常由冷(lěng)凍係統,真(zhēn)空係統,加熱係統和控製(zhì)係統組(zǔ)成。
1.預(yù)凍(dòng)階段:將(jiāng)待處理(lǐ)的(dí)樣品放入凍(dòng)幹(gān)機的(dí)冷凍(dòng)室內(nèi),使(shǐ)其溫度(dù)降至冰(bīng)點以下(xià),使樣品中(zhōng)的(dí)水分凍結(jié)。
2.初級幹燥階(jiē)段:在(zài)真(zhēn)空環(huán)境(jìng)下,通過加(jiā)熱係(xì)統(tǒng)對(duì)冷(lěng)凍室進行加(jiā)溫,但溫度控(kòng)製(zhì)在(zài)共晶點以下,以避免冰直(zhí)接融化(huà)成(chéng)水。此(cǐ)時,冰(bīng)開(kāi)始升華,轉變為(wéi)水(shuǐ)蒸氣。
3.次級(jí)幹燥階(jiē)段(duàn):繼(jì)續升(shēng)溫(wēn)至更(gēng)高的溫度,以(yǐ)去除(chú)樣品中結(jié)合(hé)更(gēng)緊密(mì)的水(shuǐ)分。這一(yī)階(jiē)段可能(néng)需(xū)要較(jiào)長(cháng)時(shí)間,以確保盡(jìn)可(kě)能多(duō)的水分被(bèi)移除(chú)。
4.結束和(hé)密(mì)封(fēng):幹燥完成後(hòu),樣(yàng)品在(zài)惰性氣體保(bǎo)護(hù)下(xià)密(mì)封(fēng)包(bāo)裝,以(yǐ)防止(zhǐ)再次吸(xī)濕。
實(shí)驗室凍幹(gān)機在多個領域都有(yǒu)重(zhòng)要(yào)應(yīng)用(yòng):
1.生物製(zhì)品(pǐn):如疫苗(miáo),酶(méi),蛋(dàn)白(bái)質(zhì)等(děng)生(shēng)物活(huó)性物質(zhì)的保存,凍幹可以保持其結(jié)構和活性,延長(cháng)保質(zhì)期(qī)。
2.醫藥行業:用於(yú)製(zhì)備(bèi)無菌粉末(mò)藥(yào)物,便(biàn)於(yú)儲存和運(yùn)輸(shū),同(tóng)時減少(shǎo)藥(yào)物降解(jiě)。
3.食品工業(yè):凍(dòng)幹水(shuǐ)果,蔬菜,肉類(lèi)等(děng),保(bǎo)留(liú)了(liǎo)食物(wù)的營(yíng)養和(hé)風味(wèi),且(qiě)輕便(biàn)易攜帶。
4.材料科學(xué):用於製備納(nà)米材料(liào),催(cuī)化劑載(zǎi)體等,凍幹可以形(xíng)成(chéng)具(jù)有高(gāo)比(bǐ)表(biǎo)麵(miàn)積(jī)的結(jié)構。
5.考古(gǔ)學(xué)和法醫(yī)學(xué):用於(yú)保存有機(jī)遺物或(huò)證(zhèng)據,以(yǐ)便(biàn)長期研(yán)究(jiū)或分析。
與其(qí)他幹(gān)燥(zào)方法相比,實驗室凍(dòng)幹機(jī)有(yǒu)以下(xià)優(yōu)勢:
1.低溫處理:減少(shǎo)了(liǎo)熱(rè)敏(mǐn)感物(wù)質的變性風(fēng)險。
2.保留(liú)結構:凍幹過程(chéng)中(zhōng),物(wù)質(zhì)的微觀結構得以(yǐ)保(bǎo)持,對(duì)於(yú)生物製(zhì)品尤為(wéi)重要(yào)。
3.長期(qī)穩定(dìng)性(xìng):去(qù)除了大部分(fēn)水分(fēn),減(jiǎn)少了(liǎo)微生物生(shēng)長(cháng)的可(kě)能(néng)性(xìng),延長(cháng)了產(chǎn)品的保(bǎo)質(zhì)期。
4.重量(liáng)輕便(biàn):去(qù)除了(liǎo)水(shuǐ)分,使得(dé)產(chǎn)品更加(jiā)輕便(biàn),便於運(yùn)輸(shū)和儲存。