التجفيف بالتجميد هو عملية إزالة الرطوبة أو المذيبات الأخرى من المنتجات البيولوجية المجمدة عن طريق التسامي . التسامي يشير إلى عملية المذيبات ، مثل الماء ، مثل الثلج الجاف ، مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون الذهاب من خلال السائل . تجميد المجفف المنتج يسمى lyophilizer ، وهي عملية تسمى lyophilization . . . . . . .
التجفيف التقليدية يمكن أن يسبب انكماش المواد وتدمير الخلايا . هيكل العينة لا يمكن تدميرها أثناء التجفيف بالتجميد ، لأن المواد الصلبة هي مدعومة من الجليد الصلب في موقعها . عندما يصعد الجليد ، فإنه يترك فراغات في المواد الجافة المتبقية . هذا يحافظ على سلامة التركيب البيولوجي والكيميائي المنتج وأنشطته .
في المختبر ، والتجفيف بالتجميد لديها العديد من الاستخدامات المختلفة ، وهي تستخدم في العديد من التطبيقات الكيميائية والصيدلانية . أنها تستخدم للحصول على المواد البيولوجية التي يمكن الحفاظ عليها على المدى الطويل ، مثل الثقافة الميكروبية ، انزيم ، الدم ، والأدوية ، بالإضافة إلى الحفاظ على الاستقرار على المدى الطويل ، ولكن أيضا الحفاظ على النشاط البيولوجي المتأصلة في الهيكل . وتحقيقا لهذه الغاية ، وتجميد المجفف يستخدم لإعداد عينات الأنسجة المستخدمة في الدراسات الهيكلية ( على سبيل المثال ، المجهر الإلكتروني ) . تجميد التجفيف يمكن أن تستخدم أيضا في التحليل الكيميائي للحصول على عينة جافة ، أو التركيز على عينة لزيادة حساسية التحليل . التجفيف بالتجميد هو وسيلة مثالية للحصول على مساعدة في تحليل مكونات العينة مستقرة دون تغيير التركيب الكيميائي .
تجميد التجفيف يمكن أن تحدث بشكل طبيعي . وبطبيعة الحال ، فإن هذه العملية بطيئة ولا يمكن التنبؤ بها . من خلال تجميد نظام التجفيف ، العديد من الخطوات التي تم تحسينها و تقسيمها إلى تسريع هذه العملية .
ويشمل نظام التجفيف بالتجميد الأساسي ما يلي :
· غرفة التجفيف أو متعددة
· نظام فراغ للتغلب على العقبات وتسريع تدفق الغاز
· مصدر الحرارة التي توفر الطاقة
انخفاض درجة حرارة المكثف المستخدمة في زيادة ضغط البخار الفرق زوي والتقاط بخار تجميد لتجنب تلوث بخار مضخة فراغ .
عملية التجفيف بالتجميد يتكون من ثلاث خطوات :
· قبل التجميد ، وإعداد العينات لعملية التسامي التالية .
· التجفيف الأولية ، وخلال هذه العملية ، يتم التسامي الجليد دون ذوبان .
· الثانوية التجفيف ، حيث السندات و الرطوبة المتبقية من المواد الصلبة يتم إزالتها ، مما يترك عينة جافة ، خطوة هامة للحفاظ على استقرار العينة . في شل من نوع ما قبل التجميد ، عينة في تجميد المجفف زجاجة مغمورة في انخفاض درجة حرارة السائل إجراء لتدوير ، عينة السائل يتجمد على طول الجدار الداخلي محيط تجميد المجفف زجاجة لتحقيق أكبر مساحة . هذه طبقة رقيقة من الجليد يسمح جزيئات الماء بالمرور بسهولة أكبر . مرة واحدة يتم تجميد العينة ، يمكن أن تكون مرتبطة إلى تجميد تجفيف النظام . الابتدائي والثانوي التجفيف يحدث عندما يتم توصيل زجاجة العينة إلى نظام التجفيف بالتجميد ، العينة يتعرض فورا إلى حالة فراغ ، وبالتالي التغلب على مقاومة تدفق الهواء . وفي الوقت نفسه ، يتم توفير الطاقة الحرارية للقيام بذلك . مصدر الحرارة لتوفير الحرارة إلى تجميد المجفف الزجاجات وغيرها من الحاويات الزجاجية التي ترتبط في مجفف أو متعددة هي درجة حرارة الغرفة حمام الهواء . في المربع العلوي من غطاء الصحافة التلقائي ، يتم توفير طبقة التدفئة . فراغ والحرارة يمكن أن تساعد في رفع بخار الماء من الجليد بسهولة أكبر من عينة من المواد المجففة بالتبريد على السطح .
التسامي كفاءة تجميد العينات يعتمد على عدة عوامل . من بينها ، زوي المهم فرق الضغط بين المنتجات المجمدة وجامع . زوي فعالة التجفيف بالتجميد يحدث عندما العينة في درجة حرارة عالية زوي التي يمكن أن تحمل ، في حين لا تزال مجمدة ، في حين أن جامع درجة الحرارة ونظام فراغ الحفاظ على انخفاض قيمة زوي التي يمكن تحقيقها . الاختلاف في وقت التجفيف يعتمد على انخفاض درجة حرارة الانصهار المواد المجففة بالتجميد . بالنسبة للغالبية العظمى من المواد البيولوجية ، درجة الحرارة أقل من 0 درجة مئوية ، وبعضها حتى - 40 درجة مئوية . ارتفاع الضغط التفاضلي و الفرق في درجة الحرارة سوف تنتج فعالية التجفيف . بعد الابتدائي تجميد المجفف ، جميع الجليد التسامي . ومع ذلك ، فإن الجمع بين الماء لا يزال موجودا في المنتج ، في الثانوية التجفيف ، زوي بعد مرحلة التجفيف ، بقوة المستعبدين عينة صلبة من الماء ، والمعروفة باسم امتصاص الماء إلى بخار . هذه العملية تسمى المج . المج هو عملية بطيئة ، لأن امتصاص الماء هو أقل من ضغط الهواء من الماء السائل في نفس درجة الحرارة . تجميد التجفيف تتم عند ضغط البخار من العينة و جامع على قدم المساواة . إذا كانت العينة يخرج من النظام قبل أن يجف ، فإنه قد تتحلل بسرعة و تفقد هيكلها و الخصائص البيولوجية .