Liofilizacja

Z Wikipedii

Liofilizacja to suszenie sublimacyjne, stosowane do produktów termolabilnych (nieodpornych na ogrzewanie).

Liofilizację stosuje się w:

• Laboratoriach chemicznych, biochemicznych i biologii molekularnej do zagęszczania i suszenia związków termolabilnych takich jak białka czy kwasy nukleinowe,
• Laboratoriach i zakładach farmaceutycznych do zagęszczania i suszenia substancji,
• Technologii żywności do produkcji żywności liofilizowanej,
• Biotechnologii przy produkcji białek enzymatycznych.

Liofilizację zastosowano po raz pierwszy w latach pięćdziesiątych XX wieku na zlecenie rządu USA zmierzającego do wyprodukowania lekkich wagowo racji żywności dla astronautów i wojska.

Preparaty zliofilizowane, dzięki rozwiniętej (tzn. dużej) powierzchni, odznaczają się na ogół dobrą rozpuszczalnością, często też są silnie higroskopijne.

[edytuj] Prowadzenie liofilizacji

W procesie liofilizacji należy najpierw zamrozić suszony preparat. W laboratoriach do zamrażania preparatów stosuje się najczęściej ciekły azot. Zamrożony preparat wprowadza się do próżni (zwykle ciśnienie poniżej 10 Pa), która jest niezbędna do zapoczątkowania sublimacji rozpuszczalnika. Podczas liofilizacji sublimujące cząsteczki rozpuszczalnika potrzebują energii żeby przejść w stan gazowy. Pobieranie energii przez te cząsteczki powoduje obniżanie temperatury liofilizowanego preparatu, dzięki temu liofilizację można prowadzić długo, a preparat nie rozmarza. Do liofilizowanego preparatu należy dostarczać w sposób kontrolowany ciepło podtrzymujące sublimację. Jeśli masa liofilizowanego preparatu jest niewielka, często wystarcza ciepło samoistnie przekazywane przez ścianki naczyń. Podczas liofilizacji należy także usuwać (np. wymrażać) powstające opary rozpuszczalnika.

[edytuj] Liofilizator

Liofilizator jest urządzeniem służącym do prowadzenia procesu liofilizacji. Liofilizator jest zbudowany z pompy próżniowej, urządzenia usuwającego pary rozpuszczalnika (zwykle pułapka termiczna) oraz komór i naczyń, w których umieszcza się suszone preparaty.

Do budowy liofilizatorów stosuje się najczęściej olejowe pompy próżniowe obniżające ciśnienie wewnątrz liofilizatora poniżej 10 Pa. Pompy próżniowe stosowane w liofilizatorach są zwykle wrażliwe na parę wodną i opary rozpuszczalników organicznych.

Pułapka chłodząca jest to rodzaj wymrażacza umieszczonego w liofilizatorze pomiędzy komorami na próby i pompą próżniową. Wewnątrz pułapki termicznej panuje niska temperatura, zwykle poniżej -50°C. Opary rozpuszczalników sublimujących z liofilizowanych preparatów są skraplane i zamrażane w pułapce termicznej - nie dostają się do pompy próżniowej. Pułapkę termiczną należy okresowo rozmrażać w celu usunięcia zgromadzonych tam rozpuszczalników.

Liofilizatory są zwykle wyposażone w zawory i złącza pozwalające przyłączać różnego rodzaju naczynia i komory, w których umieszcza się suszone preparaty. W laboratoriach liofilizację przeprowadza się najczęściej w kubkach wykonanych ze szkła boro-krzemianowego odpornych na nagłe zmiany temperatury np. podczas z zamrażania preparatów.

Liofilizatory laboratoryjne są produkowane w wersjach wolno stojących i stawianych na blacie. Produkowane modele różnią się przede wszystkim pojemnością pułapki chłodzącej (zwykle w zakresie od 1 do 20 litrów lodu) oraz temperaturą jej pracy. Najczęściej stosowane są pułapki pracujące w temperaturze -50 lub -85°C. Do liofilizacji próbek zawierających rozpuszczalniki o bardzo niskiej temperaturze wrzenia stosuje się pułapki o temperaturze -120°C.

Zobacz też: instantyzacja.