Ngăn chặn sự phân hủy protein do nhiệt: Công nghệ làm nóng tức thời trong máy sấy phun phòng thí nghiệm mini

Giới thiệu: Thách thức về độ nhạy nhiệt của các mẫu hoạt tính sinh học

Trong quá trình nghiên cứu và phát triển trong phòng thí nghiệm của dược phẩm sinh học, chế phẩm enzyme và kỹ thuật di truyền, chuyển đổi vật liệu lỏng thành bột khô có độ tinh khiết cao và độ lỏng cao là một kỹ thuật quan trọng.Tuy nhiên, protein, enzyme, các sản phẩm máu và thuốc trừ sâu sinh học thường được phân loại là vật liệu nhạy cảm với nhiệt.Những vật liệu này dễ dàng trải qua cấu trúc phân tử biến dạng, dẫn đến mất hoàn toàn hoạt động sinh học.

Làm khô lò truyền thống hoặc phương pháp làm khô thông thường, do thời gian dẫn nhiệt kéo dài của chúng, thường khiến các mẫu ở lại trong vùng sưởi ấm quá lâu,là yếu tố chính phá hủy hoạt động mẫuĐối với các phòng thí nghiệm R & D tiên tiến, đạt được sự tồn tại cùng nhau của việc sấy khô hiệu quả và duy trì các thành phần hoạt tính không thay đổi phụ thuộc vào một đổi mới cơ bản trong các quy trình dẫn nhiệt.

Cơ chế cốt lõi: Quá trình "nâng nóng ngay lập tức" từ 1,0 đến 1,5 giây

Lý thuyết cốt lõi của máy sấy phun nhỏ hiện đại ở quy mô R & D để giải quyết nút thắt này nằm trong công nghệ sưởi ấm tức thời mang tính cách mạng.quá trình này thành công thiết lập một sự cân bằng giữa "khô nhiệt độ cao" và "khả năng giữ lại hoạt động cao". "

Tiếp xúc khí-nước cực ngắn và tiêu thụ nhiệt ngay lập tức

Khi mẫu sinh học lỏng được đưa vào vòi phun hạt nhân chính xác cao hai chất lỏng 1,00 mm của hệ thống thông qua một máy bơm xoáy,Vật liệu được phân tán ngay lập tức thành các giọt quy mô micron dưới lực của không khí nén áp suất caoNhững giọt này sau đó đi vào buồng sấy đầy dòng không khí nhiệt cao (nơi nhiệt độ không khí vào có thể được điều chỉnh linh hoạt trong phạm vi 30 °C đến 300 °C).

Công nghệ chính nằm ở thực tế là thời gian sấy khô trung bình sau khi trộn khí-nước chỉ từ 1,0 đến 1,5 giây.độ ẩm trên bề mặt của các giọt hấp thụ nhiệt và trải qua một nhiệt tiềm ẩn mạnh mẽ của phản ứng bay hơiĐiều này làm cho nhiệt độ môi trường xung quanh giảm ngay lập tức xuống nhiệt độ không khí đầu ra (thường chỉ 80 ° C đến 90 ° C trong quá trình hoạt động bình thường).Vì thời gian cư trú ngắn ngủi này., nhiệt độ lõi bên trong của vật liệu không bao giờ đạt đến ngưỡng quan trọng cần thiết cho sự phá hủy hoạt động,do đó đảm bảo rằng các thành phần hoạt chất vẫn không thay đổi sau quá trình chuyển đổi giai đoạn.

Độ chính xác điều khiển nhiệt độ ± 1 °C tạo thành nền tảng cho sự ổn định của quy trình

Chỉ dựa vào thời gian tiếp xúc ngắn không thể loại bỏ hoàn toàn nguy cơ vô hiệu hóa nhiệt, vì quá mức nhiệt độ có thể gây tử vong.Máy sấy xịt phòng thí nghiệm cấu hình cao giới thiệu công nghệ kiểm soát nhiệt độ liên tục PID được điều chỉnh theo thời gian thực.

Loại bỏ thiệt hại thứ cấp của biến động nhiệt độ cho các macromolecule hoạt động

Cấu trúc vật lý của các macromolecule sinh học nhạy cảm với nhiệt rất mong manh; ngay cả một cú sốc nhiệt ngắn chỉ 5 °C trên giá trị đặt có thể gây ra sự phá vỡ chuỗi protein địa phương.Thông qua công nghệ điều chỉnh vi mô PID, độ chính xác điều khiển sưởi ấm được khóa chặt chẽ ở ± 1 °C.

Mức độ ổn định điều khiển nhiệt độ này, kết hợp với cửa sổ trực quan hoàn toàn được cung cấp bởi buồng sấy thủy tinh borosilicate cao,cho phép các nhà nghiên cứu để phù hợp với tốc độ cấp bơm xung với khối lượng quạt hút (tượng không khí tối đa lên đến 5.6m3/min trong thời gian thực. Sự chồng chéo của một trường nhiệt không đổi và một trường dòng chảy bên trong được kiểm soát loại bỏ sự khác biệt dữ liệu giữa các thí nghiệm nhiều lô,cho phép bột sấy khô có sự phân bố kích thước hạt bình thường và khả năng chảy tuyệt vời.

Kết luận và triển vọng ứng dụng trong ngành

Kiểm soát thời gian làm nóng vật liệu và cải thiện hiệu quả trao đổi nhiệt là chủ đề cốt lõi trong chế biến sinh học hiệu quả cao. Máy sấy phun trong phòng thí nghiệm quy mô vi mô, sử dụng tỷ lệ 1.0 đến 1.Quá trình "nâng nhiệt tức thời" 5 giây được bổ sung bằng điều khiển nhiệt độ PID ± 1 °C, cung cấp một con đường kỹ thuật với độ chính xác công nghiệp cho thử nghiệm và lỗi liên tục, khối lượng nhỏ của các mẫu nhạy cảm với nhiệt (với một nguồn cấp tối thiểu chỉ 50 mL).Quá trình này ngày càng thay thế các phương pháp đông khô truyền thống, tăng tốc chu kỳ R & D dược phẩm đồng thời tăng hiệu quả nghiên cứu trong các phòng thí nghiệm khoa học sinh học trên toàn thế giới.