什么是冻干中的共晶点？最佳冻干性能的关键

冻干（冷冻干燥）中的共晶点是一个关键的热参数，它定义了冷冻混合物在加热后转变为液相之前保持完全固态的最低温度。它代表混合物均匀熔化或冻结的特定成分，与在一定温度范围内熔化的非共晶成分不同。了解这个共晶点对于优化冻干循环至关重要，因为在初级干燥过程中超过这个共晶点会导致产品崩溃、结构损失和质量受损。有些配方只有一个共晶点，而有些配方由于溶质相互作用复杂，可能有多个共晶点，有些无定形材料完全没有共晶点，而是依靠玻璃化转变温度（Tg）来保持稳定。

要点说明：

共晶点的定义
- 共晶点是指 最低温度 溶质和溶剂的冷冻混合物保持完全固态的最低温度。在此温度以下，所有成分都处于固态；在此温度以上，则开始熔化。
- 这是一种 热力学性质 混合物成分的特定热力学性质，通常在相图中形象地表示为液相和固相在平衡状态下共存的交点。
在冻干过程中的作用
- 在 初级干燥 产品温度必须保持在 低于共晶点 以防止熔化。如果超标，液相的形成会导致
  - 塌陷:失去多孔结构，吸附湿气，影响重组。
  - 变性:损坏对热敏感的活性成分（如蛋白质或疫苗）。
- 例如，甘露醇-蔗糖溶液的共晶点可能是 -10°C，超过这个温度干燥就会有崩溃的危险。
配方的差异性
- 晶体材料与无定形材料:
  - 结晶溶质（如甘氨酸、氯化钠）通常具有明显的共晶点。
  - 无定形材料（如蔗糖、聚合物）没有共晶点，但有一个 玻璃化温度 (Tg) 这决定了干燥过程中的稳定性。
- 多个共晶点:复杂混合物（如多溶胶缓冲液）可能会因成分的相继熔化而出现多个共晶点。
对设备和耗材的实际影响
- 冷冻干燥机的设置:升华过程中精确的温度控制至关重要。设备必须保持货架温度安全地低于共晶点（或无定形系统的 Tg）。
- 配方设计:添加辅料：添加辅料可调节共晶行为（例如，添加低温保护剂如曲海洛糖以提高 Tg）。
- 监测工具:使用 热探针 或 显微镜 根据经验确定新配方的共晶点。
挑战与例外
- 无共晶点:无定形体系需要在低于 Tg 而非共晶点的温度下干燥。
- 经验测定:共晶点通常通过以下方法进行实验确定 差示扫描量热法（DSC） 或冻干显微镜，因为理论预测可能无法解释现实世界中的变化。

通过掌握共晶行为，冻干专业人员可以调整周期以保持产品的完整性，从而确保药品、诊断产品或生物制剂的稳定性和货架可用性。这种理解直接影响到设备能力和耗材配方的选择。

汇总表：

关键方面	说明
定义	冷冻混合物在融化前保持完全固态的最低温度。
在冻干过程中的作用	防止初级干燥过程中的塌陷和变性。
晶体与无定形	晶体溶质具有共晶点；无定形溶质则依赖于玻璃化转变（Tg）。
设备和工具	需要精确的温度控制、热探头和 DSC 进行分析。
挑战	无定形体系缺乏共晶点；通常需要经验测定。