La lyophilisation fait référence au processus d'élimination de l'humidité ou d'autres solvants des produits biologiques congelés par Sublimation. La sublimation fait référence au processus par lequel un solvant, comme l'eau, comme la glace sèche, ne passe pas par l'état liquide et passe directement de l'état solide à l'état gazeux. Le produit obtenu par lyophilisation est appelé lyophilizer, un processus appelé lyophilisation.
Le séchage traditionnel provoque des rides dans les matériaux et détruit les cellules. La structure de l'échantillon n'est pas détruite pendant le processus de lyophilisation, car les composants solides sont soutenus par la glace à leur emplacement. Lors de la sublimation de la glace, il laisse des pores dans la matière résiduelle sèche. L'intégrité de la structure biologique et chimique du produit et de son activité est ainsi préservée.
La lyophilisation a de nombreuses utilisations différentes en laboratoire et elle est utilisée * Dans de nombreuses applications biochimiques et pharmaceutiques. Il est utilisé pour obtenir du matériel biologique qui peut être conservé pendant une longue période, par exemple des cultures microbiennes, des enzymes, du sang et des produits pharmaceutiques, tout en conservant son activité biologique intrinsèque et sa structure, en plus de sa stabilité à long terme. Pour ce faire, la lyophilisation est utilisée pour préparer des échantillons de tissus destinés à des études structurales (par exemple, des études au miroir électrique). La lyophilisation est également utilisée dans l'analyse chimique, où elle permet d'obtenir des échantillons à l'état sec ou de les concentrer pour augmenter la sensibilité analytique. La lyophilisation rend la composition de l'échantillon stable et ne nécessite aucune modification de la composition chimique, ce qui en fait une aide analytique idéale.
La lyophilisation peut se produire naturellement. Dans des circonstances naturelles, le processus est lent et imprévisible. Avec le système de lyophilisation, les gens améliorent, subdivisent de nombreuses étapes et accélèrent le processus.
Un système de lyophilisation de base comprend:
· une chambre de séchage ou plusieurs collecteurs
· un système d'aspiration surmonte les facteurs d'obstruction et accélère le flux de gaz
· une source de chaleur fournit de l'énergie
· un condenseur cryogénique pour amplifier la différence de pression de vapeur zui et capturer la vapeur pour la congeler et éviter la contamination de la pompe à vide par la vapeur d'eau.
Le processus de lyophilisation comprend trois étapes:
· prégelé pour préparer l'échantillon pour le processus de sublimation suivant.
· séchage primaire, au cours duquel la glace se sublime sans fondre.
· séchage secondaire, au cours duquel les liaisons et l'humidité résiduelle de la matière solide sont éliminées, laissant ainsi l'échantillon sec, une étape importante pour préserver la stabilité de l'échantillon. Dans la prégélation en coquille, l'échantillon dans le flacon lyophilisé est immergé dans un liquide caloporteur cryogénique en rotation et l'échantillon liquide est congelé le long de la paroi intérieure circonférentielle du flacon lyophilisé pour atteindre une plus grande surface. Cette fine couche de gel permet aux molécules d'eau de passer plus facilement. Une fois que l'échantillon a gelé, il peut être connecté au système de lyophilisation. Le séchage primaire et secondaire se produit lorsque le flacon d'échantillon est connecté au système de lyophilisation et que l'échantillon est immédiatement exposé à une condition de vide qui surmonte la résistance au flux d'air. En même temps, la chaleur est fournie pour faire de l'énergie. La source de chaleur qui fournit de la chaleur aux flacons lyophilisés et autres récipients en verre connectés dans des boîtes de séchage ou des collecteurs multiples est un bain d'air à température ambiante. Dans la boîte de presse automatique, c'est l'alimentation en couche chauffante. Vide et chaleur ces conditions peuvent aider la vapeur d'eau sublimée de la glace à déplacer plus facilement les échantillons et la matière lyophilisée de la couche superficielle.
L'efficacité de sublimation d'un échantillon congelé dépend de plusieurs facteurs. Où zui importante différence de pression d'air entre le produit congelé et le collecteur. La lyophilisation efficace de zui se produit lorsque l'échantillon est à la température élevée de zui qu'il peut supporter tout en restant congelé, tandis que la température du collecteur et le vide du système restent à la valeur basse de zui qu'il peut atteindre. La variation du temps de séchage dépend de la faible température d'eutectique du matériau lyophilisé. Pour la grande majorité des Biomatériaux, cette température est inférieure à 0 ° C, certains allant jusqu'à - 40 ° c. La différence de pression d'air élevée et la différence de température produiront un séchage efficace. Une fois la lyophilisation primaire terminée, toute la glace est sublimée. Mais l'eau liée est toujours présente dans le produit, lors du séchage secondaire, zui après le séchage de la phase, fermement lié à l'eau de l'échantillon solide, connu sous le nom d'absorption de l'eau transformée en vapeur. Ce processus est appelé désorption. La désorption est un processus lent, car l'eau absorbée a une pression atmosphérique inférieure à celle de l'eau liquide à la même température. La lyophilisation est terminée lorsque les pressions de vapeur de l'échantillon et du collecteur sont égales *. Si l'échantillon se détache prématurément du système lorsqu'il n'est pas * sec, il peut rapidement se dégrader et perdre ses propriétés structurelles et biologiques.