凍干技術(shù)作為醫(yī)藥行業(yè)樣品保存制備的一種方式，具備自身的優(yōu)勢(shì)。目前據(jù)統(tǒng)計(jì)有40%以上的生物制藥都是采用凍干技術(shù)制備成為凍干粉可以達(dá)到保質(zhì)期更長(zhǎng)，性能更穩(wěn)定，運(yùn)輸及使用更方便。

隨著科技和時(shí)代不斷發(fā)展，凍干技術(shù)作為一種干燥技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、精細(xì)化工、材料、環(huán)境保護(hù)、診斷試劑等產(chǎn)品中，而且越來越受歡迎。因?yàn)橄褚恍┲|(zhì)體藥物、抗體藥物、疫苗、ADC偶聯(lián)藥物等液體狀態(tài)下不穩(wěn)定，保質(zhì)期短，載藥性弱、毒副作用強(qiáng)，有必要采用凍干技術(shù)來提高穩(wěn)定性，載藥性，減小副作用等。現(xiàn)代制藥工程、快速診斷行業(yè)中，越來越多的企業(yè)把凍干產(chǎn)品作為企業(yè)發(fā)展的方向，制劑、試劑凍干技術(shù)作為一項(xiàng)實(shí)用新型的工藝，未來5年內(nèi)如果不布局凍干技術(shù)，可能產(chǎn)品就跟不上發(fā)展，因此凍干技術(shù)再將來的醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮的作用和優(yōu)勢(shì)地位越來越明顯。

凍干也叫真空冷凍干燥，本質(zhì)上是升華干燥，是指再低溫下將樣品進(jìn)行凍結(jié)，然后升高到一定溫度，在一定的真空狀態(tài)進(jìn)行低溫低壓脫水的一種方法。其關(guān)鍵點(diǎn)就是溫度和壓力，也就是樣品要在凍結(jié)狀態(tài)下，水是冰的狀態(tài)下，變成水蒸氣脫除的，所以需要一定的低壓，也就是這個(gè)壓力和溫度下樣品種的水是處于冰凍結(jié)狀態(tài)被去除的。和普通的真空干燥相比，凍干就是多了一個(gè)預(yù)凍的過程，所以干燥的過程不一樣，一個(gè)是固體升華，一個(gè)是液體蒸發(fā)。

凍干和其他干燥方法相比具有自身的優(yōu)勢(shì)，這些都是確保樣品獲得好的穩(wěn)定性和復(fù)溶性的一個(gè)關(guān)鍵，當(dāng)然也是成本較高的：

1、由于凍干是在低溫條件下進(jìn)行的，對(duì)于一些熱敏性物質(zhì)，如活性蛋白、多肽和微生物制劑等更適合，如果是非活性物質(zhì)，可以采用普通的干燥方法；比如目前已經(jīng)上市的ADC藥物全部都是采用凍干法，因?yàn)榭贵w和小分子偶聯(lián)藥都屬于溫度敏感性的物質(zhì)，溫度高可能會(huì)破壞其作用。

2、干燥過程中是處于真空條件下的，真空條件使易氧化物質(zhì)得到保護(hù)；所以對(duì)于一些藥品比如脂質(zhì)體、抗體、干擾素、ADC、疫苗等，一些食品含維生素、黃酮類物質(zhì)、一些診斷試劑等都得到了保護(hù)。

3、通過低溫冷凍干燥脫除95%以上的水分：可阻止微生物生長(zhǎng)、酶作用、蛋白質(zhì)降解、聚集等反應(yīng)，從而保留原有物質(zhì)的生物活性、性狀、色澤、氣味等；

4、保質(zhì)期延長(zhǎng)，低溫下干燥的樣品由于含水量極低，活性物質(zhì)的反應(yīng)停止，所以干燥后產(chǎn)品保存不變質(zhì)的時(shí)限大大延長(zhǎng)，一般至少半年以上，有的長(zhǎng)達(dá)5年，甚至長(zhǎng)期保存；

5、具有良好的復(fù)溶性和快速?gòu)?fù)活性，不破壞溶質(zhì)原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)和形態(tài)；藥品制劑或者試劑樣本重新溶解后，仍能恢復(fù)凍干前的結(jié)構(gòu)構(gòu)象和生物學(xué)功能。

6、使用方便，可以做到比如分子診斷試劑的全組分凍干，使用時(shí)不需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行配液操作，只需要加水或者復(fù)溶劑溶解，加樣本即可上機(jī)操作，大大簡(jiǎn)化流程，縮短上機(jī)操作時(shí)間，如樣本前處理快，設(shè)備有小通量，可以做到隨到隨檢。

凍干工藝的步驟一般包括：樣品制備、冷凍、一次干燥（升華干燥）、二次干燥（解析干燥）、包裝燈檢、密封保存等。藥液通常裝在附有膠塞的西林瓶中，診斷試劑一般是裝載0.2mlPCR8聯(lián)排中，食品一般是經(jīng)過預(yù)處理后裝到托盤中。隨后樣品進(jìn)入凍干機(jī)，*行預(yù)凍，進(jìn)入降溫階段、相變階段、凝固階段，完成低溫常壓下的冷凍過程。預(yù)凍或者冷凍過程是在常壓下進(jìn)行的，但是溫度降低凍干箱內(nèi)壓力會(huì)有一定的降低，只是沒有達(dá)到很低的壓力。

在形成第一個(gè)冰核之前，藥液保持過冷狀態(tài)的程度叫過冷度，在冷凍的每個(gè)階段之間出現(xiàn)。為了降低過冷度的影響，可以采用加入退火工藝或者sork工藝。板層溫度提高到玻璃轉(zhuǎn)化溫度之上，并保持設(shè)定的時(shí)間，這個(gè)過程叫退火。

預(yù)凍完成后進(jìn)行一次干燥，升華干燥階段溫度低于共融點(diǎn)。升華干燥后，物料空穴中還殘留約10%的水分，部分結(jié)合水吸附在干燥的濾餅表面，解析干燥可使水分比例降低，維持在2%左右。在熱分析中，實(shí)際殘余水分可通過加熱法卡爾費(fèi)休進(jìn)行定量檢測(cè)，以控制其對(duì)最終產(chǎn)品干燥程度的影響。

預(yù)凍溫度、降溫速率、升溫速率、真空度、冷阱溫度、板層溫度和樣品溫度等都是可能影響最終制品的因素。預(yù)凍階段非常關(guān)鍵，比如低溫結(jié)晶機(jī)械損傷、溶質(zhì)效應(yīng)、冰晶的尺寸、冰晶多少都影響后面的升華干燥的進(jìn)程、解析的過程。如果預(yù)凍不實(shí)，或者預(yù)凍工藝控制不好，會(huì)造成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或者活性的改變。

含水量的高低除了跟工藝過程有關(guān)，樣品性質(zhì)有關(guān)，還與西林瓶和膠塞在藥液升華時(shí)造成的吸附影響，因此，西林瓶的熱膨脹系數(shù)與膠塞中水分的吸附、脫附情況也是冷凍干燥工藝的分析的重要部分。