冻干实验中预冻过程应注意的问题

在一般的冻干实验中，预冻过程中预冻速度的控制十分重要，因为预冻速度决定了冻干制品的体积大小、形状和成品晶格及其微孔的特性等性质，对其后进行的冻干过程有着诸多影响，因而根据不同冻干制品的性质，控制好预冻速度，对冻干实验的结果影响很大。

分子冻干球实验（图片来源：博医康冻干实验室）

一般情况下，预冻速度快会让制品形成较大块冰结晶体。形成大冰晶的好处是令制品冻干过程中升华通道通畅，干燥效率较高。不过，由于晶体大，晶核数量少，会造成制剂的结晶均匀性差，反而对升华干燥效果有较大影响。

因此，冻干制品的预冻速率，应根据制品本身特性有所变化。对于一些分子呈无规则网状结构的高分子药物，加快预冻速度能使其在药液中迅速定型，使包裹在其中的有机溶媒蒸汽在真空条件下迅速逸出，能使升华速度加快。而对于结晶性的冻干制品来说，预冻速度应控制不要过快。比如，蛋白多态类药物的冻干，慢速冻结通常是有利的。 

预冻温度须低于制品的玻璃态和橡胶态转变温度，以保证冻干机内所有的制品温度都低于共熔点，使其全部冻结成固体。对于许多溶液，它们的玻璃化转变温度一般要比共晶温度低，至于预冻的温度是控制在低于共晶温度还是低于玻璃化转变温度，这主要取决于冻干制品在冻结过程中需要达到的固化状态。

对于具有类似膜结构或活性成分制品的冻干，应该尽量使其冻结温度低于玻璃化转变温度。一般制品预冻温度在共熔点以下10-15℃保存2-3小时，保证冷冻完成。

目前常用的一种预冻方法是冻干机板层预冻。这种预冻方法省去了很多操作，更加方便与实用，但在选择冻干机设备的时候，应注意冻干机是否有板层预冻功能。