科技名词

冷冻干燥

freeze-drying

简称：冻干（lyophilization）

又称：冰冻干燥

定义：将待干燥物快速冻结后，再在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸气而去除的干燥方法。由于冰的升华带走热量使冻干整个过程保持低温冻结状态，有利于保留一些生物样品（如蛋白质）的活性。

学科：生物化学与分子生物学_方法与技术

相关名词：升华干燥 真空冷冻 干燥箱

【延伸阅读】

冷冻干燥一般在温度-40~-10℃（水的冰点以下）、真空度13~40帕的系统中进行。在低温、低压条件下，冰很容易升华为水蒸气，而且几乎所有的液态物质都可挥发掉，而生物大分子及无机盐类则形成疏松的固体。由此得到的固体样品可以长期保存，有些甚至可以保存多年而不失活性。在冷冻干燥过程中，物料不存在表面硬化问题，而且内部会形成多孔的海绵状，具有优异的复水性，可在短时间内恢复干燥前的状态。

在食品加工领域，冷冻干燥又称升华干燥，主要用于去除冷冻样品中的水分或其他溶剂，是浓缩和干燥热敏性样品（如抗体）的有效方法之一。溶液样品通过冷冻干燥变成固体样品，不仅使样品稳定而有利于长期保存，也有利于样品的运输。

冷冻干燥过程分为冻结、升华和再干燥三个阶段。由于生物制品和药品的冻干工艺比较复杂，为了保证冻干产品的质量，也为了节约能源，生产过程中需要严格控制预冻温度、升华吸热等。实验中，常常先将待处理的样品放在冷冻干燥瓶内（约1/2高度），然后以倾斜45°角的方式放入干冰——丙酮浴中，慢慢旋转样品瓶，样品液就被冷冻在瓶壁上，然后将样品瓶与由冰冻室和真空泵组成的冷冻干燥器相连。

需要注意的是，一般只有水溶液才能进行这样的处理。有机溶剂体系在冷冻干燥过程中有可能使生物大分子发生变性。同时，挥发出来的有机溶剂进入真空泵，会污染或损坏真空泵。目前已经制造出了商品化的抗有机溶剂及耐腐蚀的冷冻干燥器。