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生物工程上的真空冷冻干燥

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时间:2022-05-21 作者:网站管理员 浏览:215701次


近年来,随着真空冷冻干燥机在国内的知名度提升,真空冷冻干燥机在生物工程应用上有着越发重要的地位,在新冠疫情发生的当下,除了我们所熟知的冻干新冠疫苗,还有医学上的各种冻干血清,冻干坑生素等西药外,在国内,不可忽略的还有冻干名贵中药材(冻干虫草,冻干鹿茸,冻干燕窝等),真空冷冻干燥技术在这方面受到追捧。除了各大药材厂商使用的大型真空冷冻干燥机进行工业化生产冻干,据广东领晶科技晶华冻干机家用型出货量统计,用于冻干名贵中药材的家用型真空冷冻干燥机近年明显增高。所以小型化家用真空冷冻干燥机,在未来国内会具有非常大的市场应用空间。


真空冷冻干燥其实就是将含水物质,先冻结成固态,而后使其中的水分在真空状态下从固态升华成气态,以除去水分而保存物质的方法。在低温下干燥,能使蛋白质、维生素之类容易产生变性的营养物质,在干燥过程中不产生变化,保持原有的生物活力。干燥在低压下进行,使易氧化的物质得到了保护,同时因低温缺氧能灭菌或抑制某些细菌的活动,从而使产品的性状不变。真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、等领域有着广泛的应用。

药品真空冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药真空冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展,现代的制药厂基本都有超低温药用级别的真空冷冻干燥设备。在针剂方面,真空冻干干燥工艺采用的比较多,提高了药品质量和贮存期限,给医患双方都带来了利益。但普及性还待提高,冻干药品的品种种类不多,量产产品价格较高。


在中药方面,局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量名贵中药材的真空冻干,大批量量产的低成本中成药因成本问题还没有采用冻干工艺,与欧美发达国家还有一定的差距。日本几年前就开展了“汉药西制”,改变了中药的熬制方法,解决了中药不能制成针剂或片剂的传统,也解决了中药不治急病的难题,因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。

在生物技术产品领域,冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产;生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品;血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。设备的现状与发展冻干技术的应用和设备是分不开的,在上世纪,冻干技术在青霉素的发现之中,起到了关键作用。青霉素是20世纪最伟大的医学发现,弗莱明也被称作是一个走了狗屎运的诺奖得主。事实上,弗莱明很早就发现了青霉素,青霉素在实验室里沉睡10年之久,他却始终无法将其成功分离,青霉素不能加热,它在高温条件下很快失活,但不去除它的水分,在常温下也保存不了多久。直到1939年,弗莱明的论文被弗洛里和钱恩看到。两人恰巧懂得冻干技术,既然不能加热,那就让水分升华吧!最终,他们得到了不含水分的青霉素粉末。同一时期下,冻干技术也被运用与疫苗生产。19092月,第一个天花疫苗的冷冻干燥配方在美国发表。随后,卡介苗(结核病疫苗)和天花疫苗都被制成干粉。而在欧洲,也有实验室将卡介苗制成冻干疫苗,到1970年,冻干技术已经是科学研究中的基本操作。例如在医学领域,在1980年就有科学家使用冻干技术来制备组织切片。如今,冻干也被广泛应用于生物技术、制药和生物医药行业。抗生素、电解质、蛋白质、激素、病毒、疫苗……你能想到的生物材料,都得依赖真空冷冻干燥来保存。


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