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致力于成為全球實驗室領域的專業服務商臺式冷凍干燥機因體積小巧、適配實驗室小批量樣品處理,廣泛用于生物試劑、食品原料、中藥提取物等凍干場景。但新手操作時,常出現凍干后樣品結塊現象,既影響樣品溶解性,也降低后續使用便利性,需從根源分析原因并優化操作。
一、樣品結塊的核心原因
樣品預處理不當:樣品濃度過高(固形物含量>20%)或未充分分散,預凍時易形成密集冰晶,升華干燥后顆粒相互粘連;若樣品含較多黏性成分(如多糖、蛋白質),未添加抗結劑也會導致結塊。
預凍參數不合理:臺式機預凍速率過快(直接降至-50℃以下),樣品內部易形成粗大冰晶,凍干后孔隙結構塌陷;或預凍時間不足(未達樣品共晶點以下2小時),樣品未全部凍結,升華時局部融化后重新凝固結塊。
升華干燥階段控制不佳:真空度未穩定在10-30Pa(臺式機常見有效真空范圍),溶劑升華速率不均,樣品表面先干燥形成硬殼,內部水分無法順利排出,導致結塊;升溫速率過快(每小時>5℃),樣品局部溫度超過共晶點,冰晶融化后再凍干即形成塊狀。
裝樣方式有誤:臺式機托盤或樣品瓶內裝樣過厚(>1.5cm),或樣品平鋪不均勻,底部與表層干燥速率差異大,底層樣品易因水分滯留結塊。

二、針對性解決辦法
優化樣品預處理:將樣品濃度調整至固形物5%-15%(如中藥浸膏可加蒸餾水稀釋),含黏性成分時添加0.5%-2%乳糖作為抗結劑;用磁力攪拌器充分混勻樣品,確保無沉淀或團聚。
規范預凍操作:先將臺式機預凍室降至-10℃~-20℃(預冷30分鐘),再放入樣品,以5℃/小時速率降至低于樣品共晶點5℃~10℃(如蔗糖樣品共晶點約-12℃,需降至-20℃),保持2-4小時確保全部凍結。
精準控制升華參數:升華階段先維持真空度10-30Pa(通過臺式機真空表實時監測),初始溫度設為共晶點以下2℃,保持2小時后,以2-3℃/小時速率升溫,直至樣品全部干燥(重量恒定)。
調整裝樣方式:在臺式機托盤內平鋪樣品,厚度控制在0.5-1cm,使用淺底樣品瓶(高度<5cm),確保樣品受熱均勻,水分同步升華。
此外,凍干結束后需立即密封樣品(避免吸潮),若樣品仍輕微結塊,可在密封前用無菌研缽輕輕研磨成粉。通過以上調整,能有效減少臺式冷凍干燥機的樣品結塊問題,保障樣品品質。
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