El liofilización se refiere al proceso de eliminación de agua u otros disolventes de productos biológicos congelados mediante sublimación. La sublimación se refiere al proceso de un disolvente, como el agua, como el hielo seco, que pasa directamente de un estado sólido a un estado gaseoso sin pasar por un Estado líquido. El producto obtenido por liofilización se llama liofilizer, y el proceso se llama liofilización.
El secado tradicional puede causar que el material se contraiga y destruya las células. La estructura de la muestra no se destruye durante el liofilización, ya que la composición sólida está apoyada por el hielo en su lugar. Cuando el hielo se sublima, deja poros en el excedente seco. Esto conserva la integridad de la estructura biológica y química del producto y su actividad.
En el laboratorio, el liofilizado tiene muchos usos diferentes y es * En muchas aplicaciones bioquímicas y farmacéuticas. Se utiliza para obtener materiales biológicos que se pueden conservar durante mucho tiempo, como cultivos microbianos, enzimas, sangre y medicamentos, conservando su actividad biológica y estructura inherentes, además de la estabilidad de la conservación a largo plazo. Para ello, el liofilizado se utiliza para preparar muestras de tejido para su uso en estudios estructurales, como el estudio de microscopía electrónica. El liofilización también se aplica a los análisis químicos, que permiten obtener muestras en estado seco o condensarlas para aumentar la sensibilidad del análisis. El liofilizado estabiliza la composición de la muestra sin cambiar la composición química y es un medio ideal de ayuda al análisis.
El liofilización puede ocurrir naturalmente. En circunstancias naturales, el proceso es lento e impredecible. A través del sistema de liofilización, las personas han mejorado y subdividido muchos pasos para acelerar este proceso.
Un sistema básico de liofilización incluye:
· una cámara de secado o múltiples colectores
· un sistema de vacío supera los obstáculos y acelera el flujo de gas
· una fuente de calor proporciona energía
· un refrigerante de baja temperatura para maximizar la diferencia de presión de vapor Zui y capturar el vapor para congelarlo, evitando que el vapor de agua contamine la bomba de vacío.
El proceso de liofilización consta de tres pasos:
· preenfriamiento, preparación de muestras para el siguiente proceso de sublimación.
· secado primario, en el que el hielo se sublima sin derretirse.
· secado secundario, en el que se eliminan los enlaces y la humedad residual sobre la materia sólida, dejando así una muestra seca, un paso muy importante para preservar la estabilidad de la muestra. En la precongelación tipo cáscara, las muestras de la botella liofilizada se sumergen en un líquido de conducción térmica a baja temperatura y giran, y las muestras líquidas se congelan a lo largo de la pared interior de la circunferencia de la botella liofilizada para lograr una mayor superficie. Esta fina capa de congelación facilita el paso de las moléculas de agua. Una vez que la muestra se congela, se puede conectar al sistema de liofilización. El secado primario y secundario se produce cuando el vial de muestra está conectado al sistema de liofilización, y la muestra se expone inmediatamente a una condición de vacío, superando así la resistencia al flujo de aire. Al mismo tiempo, el calor se proporciona como energía. La fuente de calor que proporciona calor a las botellas liofilizadas y otros contenedores de vidrio conectados a cajas de secado o múltiples colectores es el baño de aire a temperatura ambiente. En la caja superior de la tapa automática, se suministra la capa de calefacción. Las condiciones de vacío y calor pueden ayudar a que el vapor de agua sublimado del hielo se mueva más fácilmente de la muestra y de la sustancia liofilizada en la superficie.
La eficiencia de sublimación de las muestras congeladas depende de varios factores. Entre ellos, la diferencia de presión entre los productos congelados importantes de Zui y el coleccionista. El liofilización efectivo del Zui se produce cuando la muestra se mantiene congelada a las altas temperaturas del Zui que puede soportar, mientras que la temperatura del coleccionista y el vacío del sistema se mantienen en los valores bajos del Zui que se pueden alcanzar. La variación del tiempo de secado depende de la baja temperatura de co - fusión del material liofilizado. Para la gran mayoría de los materiales biológicos, esta temperatura es inferior a 0 ℃, y algunos incluso son tan bajos como - 40 ℃. Las altas diferencias de presión y diferencia de temperatura producirán un secado efectivo. Después de la liofilización primaria, todo el hielo se sublima. Sin embargo, el agua unida todavía existe en el producto. en el secado secundario, el secado de la fase posterior de zui, que se adhiere firmemente al agua de la muestra sólida, se llama absorción de agua y transformación en vapor. Este proceso se llama desorción. La desorción es un proceso lento, ya que el agua absorbida tiene una presión atmosférica más baja que el agua líquida a la misma temperatura. El liofilización se completa cuando la presión de vapor de la muestra y el coleccionista es igual. Si la muestra se desconecta prematuramente del sistema antes de * secarse, puede degradarse y perder rápidamente la estructura y las propiedades biológicas.