分子診斷凍干技術：破解冷鏈困局

時間：2023-08-23 11:33:43來源：admin01欄目：冷鏈新聞閱讀：

分子診斷凍干技術：破解冷鏈困局發布時間： 2023-08-19觀看分子診斷凍干技術：破解冷鏈困局視頻：

分子診斷凍干技術

這幾年分子診斷檢測的凍干形式是一個大趨勢，尤其是越來越多的企業開始開拓海外市場，診斷試劑盒需要通過運輸出口。傳統的液體分子檢測試劑，因其中含有生物活性的酶，為保證試劑在運輸和保存過程中的穩定性，都需要通過干冰或藍冰的冷鏈運輸，運輸成本高，儲存在實驗室冷柜里即占空間也耗電費，要是出口時遇到海關扣檢查驗，環境溫度變化的話容易造成檢測試劑反復凍融，會直接影響試劑的性能和保質期。而將試劑干燥通過常溫儲運則可以有效的解決這些問題。液體分子檢測試劑干燥的方法有凍干和風干兩種。凍干技術已經比較成熟且運用廣泛，風干技術是可以解決凍干技術局限性的另一種干燥方法，兩者各有優缺點，具體本文不做贅述，想要詳細了解的，可以點閱《分子診斷風干vs凍干》。本文將重點介紹分子檢測中凍干技術的應用和凍干原料選擇。01分子試劑凍干技術

凍干是通過冷凍干燥（freeze-drying）的方法將液體中的水分移除，這是一個多步驟的過程。

冷凍干燥是一個精細的過程，必須徹底控制才能達到所需的產品質量。完整的冷凍干燥過程分為四個階段：

1預處理

冷凍前的產品準備。包括：

1）選擇合適的容器（八連管、西林瓶、96板孔等）。

2）考慮樣品中的活性成分的熱和化學特性，注意需要什么樣的冷凍溫度，以及活性成分是否對pH值變化敏感。要確定樣品中存在的任何溶劑在該特定濃度下可以經歷適當的凍結。

3）添加賦形劑，如在固體含量低的溶液中添加膨松劑以穩定餅狀結構，或添加塌陷溫度調節劑以提高貨架溫度，使診斷試劑更安全、更快地升華。

2冷凍

將產品冷卻至三相點。這對于確保在接下來的步驟中升華而不是熔化非常重要。在此步驟中，冰晶的形成取決于速度和冷凍溫度。形成的晶體的大小影響凍干速度和終產品的孔隙度。大冰晶是，冷凍設置溫度-50℃至-80℃。

注：根據經驗，冰晶越小，加工時間越長。重要的是，由于冰的形成而產生的冷凍濃度會導致pH值的變化以及隨后的構象和結構變化。冰晶會對活性成分施加機械壓力，包括破壞蛋白質膜。為了緩解這個問題，可以嘗試使用冷凍保護劑。

3初級干燥

一旦有了冷凍樣品，就可以繼續進行初次干燥，壓力降低并向冷凍品提供熱量以升華冰，材料中約95%的水分被去除。

這一步為了避免由于冷凍樣品中的高水含量而引起的塌陷，依然需要保持較低的溫度。為了優化處理時間，可以使用終點測定技術跟蹤升華處理。可以檢查樣品溫度的變化或監測測量壓力的變化，這取決于干燥室中升華的蒸汽量。

4二次干燥

去除剩余的未凍結的水。有些產品需要減壓，但有些產品可能會受益于此階段增加的壓力。產品的終殘留水含量在 1% 和 4% 之間。

5封裝

凍干后的試劑很強的吸濕性，因此從凍干機中取出產品時，必須小心避免暴露在環境濕氣中。濕度受控的房間或隔離設備可用于減緩水分的再吸收。試劑必須密封在防潮容器中，例如鋁袋，避免存儲期間吸潮影響性能。

# 凍干小貼士 #

在樣品批量裝載到凍干機的過程中，控制產品的蒸發和產品溫度會是一個問題，特別是對于具有較大批量的較大裝置，完全裝載需要比較長的時間。對擱板進行預冷會降低上述問題帶來的影響。凍干過程取決于足夠的熱量傳遞到產品中。大多數96孔是塑料管，底部與冷凍干燥機擱板接觸的表面積很小。在冷凍干燥過程中可以使用鋁制冷卻塊來增加傳導熱傳遞。對流傳熱在凍干中也很重要，因為它可以幫助產品在貨架上更均勻地分配熱量，減輕由輻射傳熱差異引起的邊緣效應。在產品支持的前提下，使用更低的真空度（例如：100mTorr 而不是 60mTorr）可提供更均勻的對流傳熱。許多PCR試劑的塌陷溫度非常低，因此凍干過程中設置較高的壓力可能并不總是可行的。可以在配方中添加賦形劑，提高塌陷溫度，以允許更高的壓力設置。這樣做的其他好處包括使配方更容易轉移到其他可能無法實現非常低真空設置的凍干機（減少工藝放大的風險），以及減少阻塞流現象發生的概率。

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