摘 要：近些年，随着我国科学技术的快速发展，我国的各个行业也有了很大程度的进步，真空冷冻干燥技术在生物制药方面也有很重要的应用。文章主要介绍真空冷冻干燥技术的原理以及真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用，阐述了真空冷冻干燥技术的注意事项和在生物制药方面的优点。
关键词：真空冷冻；干燥技术；生物制药；技术原理
引言
真空冷冻干燥技术在20世纪初出现到现今已经有了很大程度的改进，同时，它在各行业也有广泛的应用。真空冷冻干燥技术在生物制药行业的应用，对药物的生产制造起到了关键性的作用。真空冷冻干燥技术与传统的干燥技术相比，生产的药物制品质量较高，保存时间也相对较长，该技术在生物制药方面的应用有效促进了生物制药行业的发展。
1 相关概念
1.1 真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥技术是一项对食品和药品进行色、保鲜、保质的高新脱水技术。在二十世纪初，真空冷冻干燥技术就已经出现，但是技术不太成熟不能达到广泛应用的程度。而如今在市场上可以看到玲琅满目的真空冷冻干燥食品。真空冷冻干燥简称冻干，是将湿物料或溶液在较低的温度（-10℃～-50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术。该技术在现今应用广泛，主要表现在食品和药品方面，用来长期保存物品。
1.2 生物制药
生物制药是生物技术在医学中的最大应用，生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的药物。我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，在近几年才发展起来。生物制药技术在医学方面有很重要的地位，可以用于生产稀缺的药品。在生物制药中，也会应用到真空冷冻干燥技术，以便长期保存药品使其内部结构不发生变化。
2 真空冷冻干燥技术原理
真空冷冻干燥技术是通过低温处理将待冷冻干燥的物品冻结，在真空的条件下，使冻结的物品里的水份直接升华成水蒸气，使其与物品分离开。而后经过速冻仓冻结和干燥仓干燥处理后，进行真空包装。真空冷冻干燥技术能保持生产的产品生物活性不变、结构牢固、外观色泽好、残余水分少。
3 真空冷冻干燥技术在生物制药方面应用的意义
生物制药产业要依靠生物技术不断发展，生物技术研制出来的产品，在医学上应用广泛，在治疗疾病方面有重要的意义。由于药物与人们的身体健康息息相关，疾病的治疗必须依靠药物，所以药物的安全非常重要。生物制药对生产环境和技术水平要求非常高，低温和干燥等生产环境必须要符合要求。真空干燥冷冻技术在生物制药方面的应用，不仅能够满足生物制药的生产环境要求，而且在生物制药产品的保存方面有很重要的作用。因此，真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用对生物制药产业有重要意义，极大的促进了生物制药产业的发展。
4 真空冷冻干燥技术在生物制药中的应用
4.1 真空冷冻干燥技术的应用背景
随着生物技术的不断发展，生物制药产业也有了迅速的发展。在疾病的治疗过程中，出现了许多新型的药物，可见生物制药在疾病治疗方面的重要作用。由于人们对药品的生产环境以及保存条件需求的提高，生物技术的局限性一定程度地阻碍了生物制药产业的发展。因此，真空冷冻干燥技术在生物制药产业的应用对生物制药产业有重要意义，解决了生物制药过程中的问题，极大的促进了生物制药产业的发展。
4.2 冻干机性能的选择
冻干机是真空冷冻干燥操作需借助的重要设备，用于制品的冷冻，为其提供合适的冷冻环境。随着经济的发展，越来越多的冷冻机进入到市场，市场中优势的冷冻机混杂，所以在选择冻干机时，要对冻干机的性能进行了解。首先，要检测其冻干技术是否合格，其次，冻干机工作的安全性也不能忽视。冻干机工作时内部会有气压和温度的变化，所以箱体、板层不能承受相应的压力，很有可能会出现安全事故。合格的冻干机应在规格的容量、隔板性能、箱体真空环境等方面都能符合标准。
4.3 真空冷冻干燥技术的应用过程
4.3.1 预冻阶段。预冻就是把待处理的物料进行冻结，降低温度使其迅速达到物料的共晶点之下，让物料冻结。在冻结过程中，要依据物料的自身情况确定冻结的最低温度、降温时间、降温速度。不同的物料冻结的温度不同；降温的速度影响着冻结的快慢，冻结的快慢与物料中冰晶颗粒的大小相关，从而间接影响到物料的结构和接下来的升华速度。冻结速度过快会使产品冰晶过大，而过快会造成细胞死亡；降温时间如果过长会浪费时间和资源。要想提高最终产品的质量，就要保证预冻阶段操作符合标准。
4.3.2 升华阶段。升华阶段是冷冻干燥的重要阶段，主要是通过升华将物料中的水份分离出来。目的是将水份和物料分离，所以升华过程不能出现冰的溶化。升华阶段要遵守两个原则：一是不能出现冰的溶化；二是冰周围的水蒸汽必须低于物料冻结点的饱和蒸汽压。升华需要一定的热量，所以在升华过程中为了保证升华质量，要持续不断的提供热量维持升华的正常进行。而且水蒸汽增多气压会增大，水蒸汽压要低于要求的饱和蒸汽压，就需要不断的放出水蒸气。
4.3.3 解析阶段。物料经过升华阶段的处理后，物料中冻结的冰升华与物料分离，但预冻阶段未冻结的水份还残留在物料中，水分大概占10%。为了保证物品存放时间够长，要将其与物料分离开，也就是解析干燥阶段，将水份占的比例降到2%。该阶段需要在制品温度的可行范围内将温度升高，将水分子从物料中分离出来。
5 真空冷冻干燥技术存在的问题
5.1 技术理论不纯熟
真空冷冻干燥技术从20世纪就已经出现，距今已有近百年，虽然发展时间不短，但真空冷冻干燥技术仍然存在一些缺陷。在技术的探索过程中，由于没有相关资料参考，也没有富有经验的专家指导。所以需要科学家们一次一次地从失败中找到教训，进行不断地修补改正，一步步探索出真空冷冻干燥的技术。因此，当今的真空冷冻干燥技术仍不纯熟，还有许多需要改进的方面。
5.2 真空冷冻干燥技术实用的环境要求比较高
根据真空冷冻干燥的生产环境可知，其操作的环境要求非常高。因其升华阶段必须保证不能出现冰的融化，否则会影响制品的质量，所以，温度控制要达到标准的要求。在干燥阶段，要想达到预想的效果，要保证操作环境密闭，同时空气的湿度也要恰到好处。真空冷冻干燥技术，顾名思义，其环境必须是真空，也就是容器密闭。并且，因真空冷冻干燥过程有气压的冲击，所以对容器的硬度要求比较高。
5.3 真空冷冻干燥技术价格比较昂贵
由于真空冷冻干燥的技术比较复杂，包括三项技术：预冻阶段；升华阶段；干燥阶段。技术操作需要一流的专业技术人员指导。其技术设备比较先进，与一般设备相比，市场价格比较高。真空冷冻干燥技术对操作环境要求非常苛刻，要想达到操作环境的高要求，必定要耗费大量的资金。因此，真空冷冻干燥技术的价格比较昂贵，在生物制药方面应用时，只适用于对一些稀少和短缺的药物进行真空冷冻干燥不能广泛使用。
6 真空冷冻干燥技术的注意事项和在制药方面的优点
6.1 真空冷冻干燥技术的注意事项
在预冻阶段，要根据不同物料的自身情况来确定其冻结的最低温度，还要按照物料的特点确定适合的降温速度和降温时间。如果降温条件不恰当会影响制品的质量，降低真空的效率。在升华阶段，水分升华成为水蒸气会使容器内压强升高，要不断抽取其中的水蒸气，保持气压维持在标准水平，同时，气压不能过低，否则会减慢冰的升华速度。所以，在升华阶段，要严格控制容器内气压和温度的稳定。在干燥阶段，提高温度时要注意温度要在制品所能承受的范围内，使温度达到水能解析的条件进行干燥。在真空冷冻干燥技术过程中，一定要注意这些事项。
6.2 真空冷冻干燥技术在制药方面的优点
与传统的干燥技术相比，真空冷冻干燥技术具有许多优点。首先因为技术的升级，真空冷冻干燥技术不会破坏制品的内部结构，而传统的干燥技术会使得生物制品的形态及外观受损。真空冷冻干燥技术在升华阶段，水分会直接升华与物料分离，在物料内部都会留下孔隙，从而保持了制品的生物活性。并且，真空冷冻干燥技术可以用于对高温条件容易变质的物料进行干燥，因为真空冷冻干燥技术是在低温的条件下进行的，几乎不破坏制品的结构。而且真空冷冻干燥的操作环境污染少、杂质少，生产的生物制品比普通干燥技术生产的制品存放时间长。
7 结束语
生物制药方面旧的生物技术不能满足人们对生物制品的高要求，但随着真空冷冻干燥技术在生物制药方面的广泛应用，生物制药行业得到了快速的发展。真空冷冻干燥技术包括三个阶段：预冻阶段、升华阶段、解析阶段，经过介绍各阶段的目的和过程，总结了真空冷冻干燥技术在生物制药方面应用的意义和优点，同时也分析了当前真空冷冻干燥技术存在的问题。真空冷冻干燥技术是生物制药发展过程不可缺少的技术，对生物制药的行业的发展有重要的作用。
参考文献
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