按结构形式分类:
台式冻干机:体积小巧(占地面积通常≤1㎡)、移动方便,适合实验室空间有限、样品量少(单次处理量 5-50L)的场景,如早期药物筛选、小批量活性成分干燥,核心代表型号有 Scientz-10N、FD-1A-50 等。
立式冻干机:容量更大(单次处理量 50-200L)、配置更全面,具备独立的冷冻系统与真空系统,支持多批次连续实验,适合中试阶段、多团队共享的研发场景,如疫苗研发、生物蛋白制剂工艺优化。
按操作方式分类:
手动冻干机:需人工完成样品摆放、参数设定、冻干结束后的出料与设备清洁,成本较低,适合预算有限、实验流程简单的基础研发场景。
半自动 / 全自动冻干机:支持程序预设、自动进料 / 出料、在线清洁(CIP)、数据自动记录与导出,符合 GMP 研发规范,适配需严格控制工艺一致性、数据可追溯的药物研发项目(如临床前药物研究)。
按冷却方式分类:
风冷式冻干机:依靠空气散热,安装便捷、无需外接冷却水,适合实验室无冷却水系统的场景,但散热效率受环境温度影响较大,适合小功率设备(制冷量≤5kW)。
水冷式冻干机:通过冷却水散热,制冷效率稳定、运行噪音低,适合大功率、长时间连续运行的研发场景(如规模化中试),但需配套冷却水循环系统。
基础型台式手动冻干机:适合基础研发、样品量少的场景,配置单级制冷(最低温度 - 40℃~-50℃)、真空度≤10Pa,价格通常在5 万 - 15 万元,代表品牌有国产的宁波新芝、北京松源。
高精度台式全自动冻干机:具备双级制冷(最低温度 - 60℃~-80℃)、可编程控制、数据记录功能,适配临床前研发、活性成分干燥,价格在15 万 - 30 万元,进口品牌如德国 Christ、美国 SP Scientific 的入门级产品均在此区间。
立式中试冻干机:单次处理量 50-200L,支持多批次实验、在线清洁,符合 GMP 研发要求,价格在30 万 - 80 万元,国产高端品牌(如东富龙、楚天科技)与进口中端品牌(如日本真空技术)均有相关产品。
定制化研发冻干机:针对特殊药物(如生物疫苗、多肽类药物)研发需求,定制低温(≤-100℃)、真空度≤1Pa、多腔体同步运行的设备,价格可达80 万 - 200 万元,核心供应商以进口品牌为主。
术前准备:
设备检查:确认制冷系统、真空系统、控制系统无故障,真空泵油位正常,密封圈清洁无破损。
样品预处理:将药物样品分装至适配容器(西林瓶、安瓿瓶),标注样品信息,预冻至 - 20℃~-40℃(避免样品冻结不均)。
环境准备:保持实验室温度 15℃~25℃、湿度≤60%,避免粉尘与腐蚀性气体。
样品装载与预冻:
打开冻干机舱门,将预处理后的样品均匀摆放至搁板,确保样品间距≥5cm(保证冻干均匀)。
关闭舱门,启动 “预冻程序”,将搁板温度降至 - 40℃~-80℃,保持 2-4 小时,使样品完全冻结(无液态水分残留)。
升华干燥(核心步骤):
预冻完成后,启动真空泵,将舱内真空度抽至≤10Pa,缓慢升高搁板温度(升温速率 1℃/h~5℃/h),使样品中固态冰直接升华为气态。
持续监测真空度与样品温度,根据药物特性调整升温速率(热敏性药物需低速升温),此阶段时长 8-24 小时。
解析干燥:
当样品中 90% 以上水分升华后,进入解析干燥阶段,将搁板温度升至 0℃~25℃,保持真空度≤5Pa,去除样品中残留的吸附水(约占总水分的 5%-10%)。
解析干燥时长 4-12 小时,直至样品重量稳定(连续 2 小时重量变化≤0.5%)。
结束与出料:
关闭加热系统,继续保持真空状态,待搁板温度降至室温后,缓慢破真空(通入氮气或干燥空气)。
打开舱门,快速取出冻干后的样品,密封保存(避免吸潮),记录实验数据(温度、真空度、冻干时长)。
术后清洁与维护:
用无水乙醇擦拭搁板、舱体与密封圈,去除残留样品;若有污染,可用中性清洁剂清洗后烘干。
关闭真空泵,排放泵内冷凝水,定期更换真空泵油(每 3-6 个月一次);长期不用时,需定期启动设备(每月 1 次),避免系统故障。
选型建议:根据研发阶段(早期筛选→中试)、样品特性(热敏性→稳定性)、预算范围选择设备,优先考虑具备数据记录、合规性(符合 GMP/GLP)的产品,便于后期成果转化。
操作禁忌:禁止无样品空机长时间运行(易损坏制冷系统);禁止样品中含有挥发性有机溶剂(可能腐蚀设备);禁止在真空状态下强行开启舱门(易造成设备损坏与人员伤害)。
售后保障:选择具备专业技术团队的厂家,确保设备安装调试、操作培训、故障维修及时响应(进口品牌通常提供 1 年质保,国产品牌可延长至 2 年)。