當我們通過(guò)不斷的實(shí)驗得到了一個(gè)兼顧效率、穩定性、經(jīng)濟性的凍干工藝后,凍干機會(huì )很盡責地為我們帶來(lái)有漂亮外觀(guān)的凍干產(chǎn)品,不過(guò)這也代表著(zhù),作為研發(fā)人員我們的工作還沒(méi)有結束——對于得到的凍干產(chǎn)品,我們有必要去對其做進(jìn)一步的研究,以分析樣品在保存中的穩定性。
一般而言,需要做的分析主要分為三個(gè)類(lèi)別:殘留水分分析、熱分析和機械性能分析。在上一篇《Biopharma凍干教學(xué):淺談凍干產(chǎn)品的熱分析》中,我們已經(jīng)為大家介紹了熱分析相關(guān)的內容,本文我們將對這三種分析中的另一種進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
在本次的文章中給大家帶來(lái)的是機械性能分析相關(guān)的內容。
在定義上,樣品在載荷作用下抵抗破壞的性能,稱(chēng)為樣品的機械性能(或稱(chēng)為力學(xué)性能)。機械性能的高低,決定了它的保存條件和保存壽命。雖然機械性能是評價(jià)凍干樣品時(shí)的一個(gè)重要屬性,但目前可用的分析技術(shù)卻十分有限。很多團體內部有自己的評估系統,但多少都顯得有些主觀(guān),且需要大量的操作培訓。
Biopharma在該問(wèn)題上做出了創(chuàng )新,并給出了科學(xué)且客觀(guān)的解決方案。接下來(lái)我們對此進(jìn)行說(shuō)明。
1、傳統方法不足以深入探究機械強度
首先我們可以對凍干失敗的樣品類(lèi)型做出一個(gè)分類(lèi),從1~9分別為:
1. 沸騰/熔化
2. 塌縮
3. 起皮
4. 凸起
5. 爬壁/起霧
6. 完全塌陷
7. 邊緣塌陷
8. 保存時(shí)塌陷/后續塌陷
9. 未能形成餅狀/結構脆弱
使用掃描電鏡(SEM)對這些樣品進(jìn)行分析,可檢查他們的表面、橫截面和孔隙率,我們可以根據這些微觀(guān)參數信息對不同的形態(tài)進(jìn)行一個(gè)歸類(lèi),如層狀(Lamellar-like)、纖維狀(Fibrous)、樹(shù)突狀(Dendritic)等。
但這也僅僅只能讓我們可以確定不同的凍干條件對于同一個(gè)樣品會(huì )帶來(lái)不同的微觀(guān)形態(tài),卻不足以探究不同形態(tài)對于機械強度的影響。
2、楊氏模量:很難直接應用于凍干樣品
在傳統材料行業(yè),其實(shí)早已有通過(guò)計算楊氏模量(Young‘s Modulus’)來(lái)評價(jià)機械性能的方法。
但這樣的方法卻很難直接應用到凍干樣品上來(lái),因為凍干樣品相較于大多數材料而言更輕也更脆弱。
3、Micropress分析設備
由Biopharma研發(fā)的Micropress分析設備在容器適配,微小力控制,數據采集方便專(zhuān)門(mén)針對凍干樣品的特性進(jìn)行了優(yōu)化,是目前市面上為數不多的凍干機械性能分析設備。通過(guò)對樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作,可快速獲取樣品的楊氏模量和強度信息。
得益于Micropress的易用性和便捷性,可以很輕松的對同一批次內的樣品進(jìn)行快速分析,從而評價(jià)一整批樣品的平均性能。
另外,對于凍干輔料對于樣品強度的影響,Micropress也可輕松提供數據作為參考。
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