小型真空冷凍干燥機(jī)的操作流程技術(shù)詳解

小型真空冷凍干燥機(jī)（簡(jiǎn)稱“凍干機(jī)"）廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室樣品（如生物制劑、食品、藥材、微生物等）的脫水保存，其核心原理是在低溫真空環(huán)境下，使樣品中的冰直接升華成水蒸氣，避免樣品因高溫融化或氧化而破壞。以下是詳細(xì)的操作流程，幫助確保實(shí)驗(yàn)安全與凍干效果。

操作流程（以實(shí)驗(yàn)室小型凍干機(jī)為例）

小型凍干機(jī)操作分為預(yù)處理、預(yù)凍、真空凍干、后處理四個(gè)核心階段，具體步驟如下：

1. 樣品預(yù)處理：確保樣品符合凍干條件

  凍干前的樣品狀態(tài)直接影響最終效果，需先完成以下準(zhǔn)備：

  樣品選擇與分裝：

    選擇含水量較高（通常＞70%）、熱敏感或易氧化的樣品（如酶制劑、水果塊、細(xì)菌涂片）；

    將樣品分裝至凍干專用容器（如西林瓶、培養(yǎng)皿、凍干托盤(pán)），要求：

    樣品厚度≤10mm（過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致升華速度慢、內(nèi)部結(jié)冰融化）；

    顆粒/塊狀樣品需均勻平鋪，避免堆疊；

    液體樣品（如菌液、藥液）需提前確定是否需添加保護(hù)劑（如甘露醇、蔗糖，防止樣品結(jié)構(gòu)坍塌）。

 容器清潔：所有接觸樣品的容器需清洗、烘干（避免殘留水分影響真空度），無(wú)菌樣品需額外滅菌（如高溫高壓滅菌后冷卻）。

2. 預(yù)凍：將樣品中的水完整凍結(jié)（關(guān)鍵步驟）

   預(yù)凍的目的是將樣品中的自由水轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的冰晶（避免后續(xù)真空環(huán)境下樣品融化），需嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間：

   預(yù)凍方式選擇：

     方式1（內(nèi)置預(yù)凍功能機(jī)型）：直接將樣品容器放入凍干機(jī)的冷阱托盤(pán)，啟動(dòng)“預(yù)凍模式"，設(shè)定溫度（通常為-40℃~-60℃，需低于樣品共晶點(diǎn)5~10℃，共晶點(diǎn)可通過(guò)儀器測(cè)定或查樣品手冊(cè)，如血清共晶點(diǎn)約-25℃）；

     方式2（無(wú)內(nèi)置預(yù)凍機(jī)型）：先將樣品放入超低溫冰箱（-80℃）或液氮中預(yù)凍2~4小時(shí)（直至樣品全部?jī)鼋Y(jié)，內(nèi)部無(wú)液態(tài)水），再快速轉(zhuǎn)移至凍干機(jī)冷阱（避免樣品回溫融化）。

   預(yù)凍判斷標(biāo)準(zhǔn)：樣品表面堅(jiān)硬、無(wú)柔軟區(qū)域，敲擊容器時(shí)發(fā)出“清脆聲響"，確保凍結(jié)深度達(dá)樣品中心。

3. 真空凍干：升華脫水（核心階段）

   預(yù)凍完成后，啟動(dòng)真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，分“升華干燥"和“解析干燥"兩步：

   升華干燥（去除自由水）：

   啟動(dòng)真空泵，將系統(tǒng)真空度抽至10~50Pa（真空度越低，升華速度越快，需根據(jù)樣品調(diào)整，如熱敏樣品真空度可稍高）；

   啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，將冷阱托盤(pán)溫度緩慢升至“升華溫度"（通常為-20℃~-10℃，需低于樣品共晶點(diǎn)，避免冰晶融化）；

   持續(xù)時(shí)間：根據(jù)樣品量和厚度，通常2~8小時(shí)，觀察冷阱內(nèi)壁（水蒸氣凝結(jié)成霜，霜層不再明顯增厚時(shí)，升華干燥結(jié)束）。

   解析干燥（去除結(jié)合水）：

   升華干燥結(jié)束后，逐步提高托盤(pán)溫度（如升至0℃~30℃，具體需參考樣品耐熱性，如蛋白質(zhì)樣品溫度不超過(guò)25℃）；

   維持真空度（可適當(dāng)降低至5~10Pa），促進(jìn)樣品中與分子結(jié)合的水分解析；

   持續(xù)時(shí)間：1~4小時(shí)，判斷標(biāo)準(zhǔn)：樣品重量不再變化（稱重法）、樣品呈疏松多孔狀（無(wú)黏連）。

4. 后處理：樣品保存與設(shè)備清潔

   樣品取出與保存：

   關(guān)閉加熱系統(tǒng)，先緩慢向系統(tǒng)內(nèi)通入惰性氣體（如氮?dú)?，防止樣品氧化），待真空度降至大氣壓后，打開(kāi)艙門(mén)；

   快速取出凍干樣品（避免樣品吸潮），立即密封（如西林瓶壓塞、鋁箔袋真空包裝），儲(chǔ)存于低溫干燥環(huán)境（如4℃冰箱，長(zhǎng)期保存需-20℃）。

   設(shè)備清潔與維護(hù)：

   關(guān)閉真空泵，斷開(kāi)電源，待冷阱溫度回升至室溫后，清理冷阱內(nèi)壁的霜（可用干布擦拭，或啟動(dòng)“化霜功能"后排水）；

   擦拭艙門(mén)密封圈、托盤(pán)表面（避免樣品殘留污染）；

   檢查真空泵油位（油位低于刻度線需補(bǔ)充專用真空泵油，油色渾濁時(shí)需更換）。