Připojte se k Gregory Sacha, Ph.D. z Baxter BioPharma Solutions pro úvod do lyofilizace a anatomie lyofilizátoru. Prezentováno před laboratorním lyofilizátorem, Dr .. Sacha demonstruje umístění termočlánku, ruční nakládání, a diskutuje parametry procesu a návrh zařízení, které ovlivňují lyofilizační cykly. Hooke College of Applied Sciences nabízí kurz lyofilizace.
přepis
začněme tedy tím, že nejprve pochopíme, jaké jsou kroky lyofilizace a proč bychom je dělali. Základem lyofilizace je, že potřebujeme něco lyofilizovaného, pokud chceme prodloužit jeho trvanlivost, například není stabilní v roztoku. Lyofilizace nám umožňuje odstranit led nebo vodu z produktu bez zničení našich těkavých molekul. Ne nutně těkavé, ale ty, které by mohly být citlivé na vysoké teplo. Tyto produkty se tedy umístí do lyofilizátoru, ochladí se a zmrazí a poté se vytvoří vakuum pro odstranění ledu jako sublimace.
tyto kroky tedy zahrnují první naplnění lahviček roztokem a poté odebrání těchto lahviček a jejich umístění do lyofilizátoru a následné ochlazení lahviček na přibližně -40 stupňů C. Tento krok je krokem zmrazení.
lahvičky ochlaďte, nechte je úplně zmrazit na -40, řekněme asi dvě hodiny. A teď můžeme iniciovat vakuum, toto vakuum může být kolem, řekněme 100 mililitrů, a pak v závislosti na vlastnostech těch v roztoku, což znamená tyto tepelné vlastnosti, můžeme být schopni zvýšit teplotu police na někde kolem -20 nebo dokonce vyšší, zatímco budeme pokračovat v tahu tohoto vakua. Tato fáze je primární sušení; tam odstraňujeme sypký LED.
po odstranění veškerého sypkého ledu je nyní bezpečné zvýšit teplotu produktu. Je to bezpečné, protože veškerá zmrzlá voda byla odstraněna.
nyní musíme zvýšit teplotu produktu, abychom odvedli nezmrazenou vodu. Tato část se nazývá sekundární sušení.
existuje také krok, který může být použit během prvního kroku zmrazení – tento krok se nazývá žíhání. To je místo, kde může produkt krystalizovat, můžeme podpořit krystalizaci zvýšením teploty produktu a jeho ponecháním v klidu, aniž bychom vytáhli vakuum. Tento krok se nazývá žíhání. Tato doba žíhání umožňuje čas pro molekulární pohyb, který může podpořit krystalizaci krystalizační složky, nebo dokonce podpořit růst ledových krystalů.
naším cílem je tedy naplnit lahvičky a zde je příklad naplněné lahvičky, naším cílem je po lyofilizaci zachovat stejnou výšku a objem naplněného roztoku. Jako příklad lyofilizovaného suchého produktu s přijatelným vzhledem doufáme, že to uděláme. Doufáme, že něco takového neuděláme; to je kolaps. K tomu dochází, pokud například nerozumíme tepelnému chování našeho produktu a překročíme kritické teploty během primárního sušení. Tomu se chceme vyhnout.
něco jiného, co si můžete všimnout, je, že na rozdíl od formulace roztoku má tato formulace zátku, která je částečně usazena. Uvidíte, že tato zátka má jediný otvor. Tento jediný větrací otvor umožňuje únik vodní páry během procesu.
než půjdeme dál, pojďme nejprve pochopit trochu o samotném lyofilizátoru.
přivedu vás trochu blíže k lyofilizátoru, jedná se o laboratorní lyofilizátor. Uvidíte, že má dveře s další komorou vpředu, o tom si s vámi promluvím za minutu. Uvnitř je to komora produktu. K dispozici jsou tři police do komory produktů—pro snadnou demonstraci během této relace, zvedl jsem horní dvě police, takže máme dostatek místa.
Podíváme-li se trochu dále dolů, vidíme kondenzátor. Kondenzátor je místo, kde je led odstraněn jako vodní pára během sublimace, která je zachycena na těchto cívkách v kondenzátoru. Tyto cívky jsou udržovány při teplotě kolem -65 nebo -70, někde tam. Tak, dovolte mi, abych zvýšit tento fotoaparát trochu.
jak se tato vodní pára dostane do komory dolů do kondenzátoru? To je důležité mít na paměti, ne všechny lyofilizátory jsou vytvořeny stejně. Tyto lyofilizátory mají to, co je známé jako cívka mezi komorou produktu a kondenzátorem. Ta cívka je jako síť. Otočím vás k jinému lyofilizátoru, který mám s odstraněným bočním panelem. To, co vidíme tady, vidíme trochu, tento krk kousek tady mezi komorou a kondenzátorem. To je kus cívky. To je důležité mít na paměti, protože některé lyofilizátory nemají cívku. Mohou mít pouze tuto komoru produktu, a hned vedle Komory produktu, kde jsou umístěny police, je kondenzátor, což znamená opravdu studené cívky. Tyto cívky mohou ovlivnit teplotu vašeho produktu. To není ani dobré, ani špatné, ale je to něco, co byste si měli být vědomi při vývoji procesu a jeho přenosu. Jiné lyofilizátory stále nemusí mít krk, ale pouze tuto stěnu mezi komorou a kondenzátorem, s deskou, která se zvedá a padá v závislosti na stupni procesu.
něco jiného, o čem musíme diskutovat, je, jak tyto lahvičky ochladíme? Odkud pochází tato studená teplota?
tyto police jsou duté. Mají chladicí kapalinu nebo kapalinu pro přenos tepla, která se otáčí a protéká jimi. Něco jiného, co se liší mezi různými lyofilizátory, je to, jak tato tekutina proudí. Na některých policích proudí hadovitým vzorem nahoru a dolů. Ostatní police budou proudit ve spirálovitém vzoru, to je trochu přehnané, jsem hrozný při kreslení, ale je to spirála.
proč se staráme? Záleží nám na tom, protože to určitě určí, jak je naše teplo distribuováno na polici. Ani jeden nemá výhodu nebo nevýhodu, je to jen to, že si toho musíme být vědomi, protože na polici je něco, co se nazývá okrajový efekt. Když máme plnou polici plnou lahviček, lahvičky na vnitřní části police, vnitřní část, budou mnohem chladnější než ty, které jsou na samém okraji. To, co vstoupí v platnost, je teplota stěny, teplota dveří, jak široké jsou tyto kanály a jak dobře pokrývají celou polici. To je něco, čeho si musíme být vědomi.
když plníme lahvičky, plníme je na podnos, zde je ruční provoz v naší laboratoři. Máme lahvičky naplněné na podnos, všechny zátky jsou částečně usazeny.
všimnete si spoustu drátů. Tyto vodiče vedou k lahvičkám, které jsou vybaveny termočlánky, takže můžeme během procesu sledovat teplotu našeho produktu. Zde je lahvička s termočlánkem umístěným uvnitř. Co se snažíme dělat, protože tyto termočlánky jsou bodové senzory, snažíme se tento bod zarovnat co nejblíže ve středu lahvičky ve středu dna. Děláme to proto, že když je led odstraněn, je odstraněn shora dolů. Dno bude nejchladnější a to nám může poskytnout míru, kdy je náš primární sušicí cyklus dokončen. Není to nejlepší způsob měření, ale je to možné měření. Je to také způsob, jak určit, jak blízko jsme této teplotě bodu selhání produktu. Všimnete si, že mám termočlánek umístěný vpředu, uprostřed a uprostřed. Různí lidé je umisťují různými metodami. Nejchladnější oblast bude ve středu, okrajové oblasti vám řeknou, jak teplo by mohlo být-nejteplejší teplota, kterou můžete během procesu zažít.
jak je umístíme do lyofilizátoru? Na podnosu má podnos kroužek kolem něj, takže jej umístíme do lyofilizátoru a posuneme tuto horní část dopředu, když tlačíme. Nyní spodní část zásobníku a lahvičky navazují přímý kontakt s policí. Termočlánky pak můžeme zapojit do různých portů. To nám umožňuje sledovat teplotu produktu v průběhu celého procesu.
existují i jiné typy termočlánků, které musíme znát, nebo systémy monitorování teploty. Nebudeme jít do všech detailů zde, ale tam je RGD, tam je termočlánek, který umístíme přímo do lahvičky, pak tam jsou také tyto bezdrátové teplotní senzory. Tenhle je náhodou z Tempress a uvidíte, že má velký, ne tak velký,ale skleněné dno. To dno obsahuje krystal, který vibruje. A tato vibrace nebo oscilace se přímo promítnou do teploty našeho produktu.
jedním z důvodů, proč se nám tyto bezdrátové senzory líbí, je to, že mohou být sterilizovány parou, aby mohly být použity v našem výrobním procesu, a pak také Nemáme všechny tyto dráty. Jednou z výzev umístění termočlánků do výrobní oblasti je to, že můžeme negativně ovlivnit zajištění sterility. Ve výrobní oblasti můžeme být schopni testovat nebo sledovat pouze lahvičky, které jsou nejblíže přední části dveří, abychom se nedostali a negativně ovlivnili zajištění sterility. Tyto bezdrátové termočlánky nám umožňují umístit lahvičky a teplotní senzory podél linie, mohou být náhodně umístěny na celou polici.
po zapojení těchto termočlánků zavřeme dveře. Zavřete dveře do komory kondenzátoru a poté spusťte náš proces, pamatujte si, že první část je zmrazení, primární sušení a sekundární sušení.
věci, které sledujeme během procesu; primární sušení. Primární sušení chceme určit, kdy je konec. Tento konec je určen jedním, když úplně odstraníme led z našich lahviček a teplota našeho produktu se podobá teplotě naší police. Další metoda, a pravděpodobně spolehlivější metoda, říkám spolehlivější, protože tato metoda představuje to, co se děje přes celou polici nebo přes celé police, a to je srovnávací měření tlaku. V rámci tohoto lyofilizátoru je kompaktní manometr pro měření tlaku nastavené hodnoty, například pokud to pro 100 mililitrů ukáže, když je na 100 mililitrů. Dalším měřením tlaku je měření odporového tlaku, známé jako Pirani guage. Tento elektrický odpor je ovlivněn hladinou vodní páry v komoře. Když je vodní pára vysoká, tlak zaznamenaný měřidlem pirani je mnohem vyšší než tlak zaznamenaný manometrem kompaktnosti. To nám poskytuje míru, kdy je veškerá vodní pára odstraněna z naší Komory produktu. V tomto okamžiku bude měření měřidla Pirani velmi podobné měření kompaktního manometru. To nám říká, že nyní můžeme přistoupit k sekundárnímu sušení.
jsou zde dva malé kroky, kterých bych se chtěl dotknout. Jedním z nich je, když odstraníme vodní páru, co jiného jde do komory, aby se vyrovnal tento tlak? Během tohoto procesu neustále dochází k odvzdušnění dusíku malým množstvím dusíku do komory, která nahrazuje vodní páru, která byla odstraněna. To znamená, že když jsou tyto lahvičky konečně utěsněny, jsou uzavřeny v prostředí dusíku.
další část, na kterou bych se chtěl dotknout, je, co je to? Co je to za krabici? Během našeho procesu musíme něco vědět. To znamená, Jaká je konečná zbytková vlhkost našeho produktu? Začneme se na to dívat ke konci primárního sušení a poté v sekundárním sušení, protože chceme být schopni odebrat vzorky během těch kroků, které budou představovat vysokou úroveň zbytkové vlhkosti, střední a nízké. Odebereme tyto vzorky, umístíme je na stabilitu a zkoumáme účinek zbytkové vlhkosti. To nám říká, jak nízko musíme jít.
poté, co známe úroveň zbytkové vlhkosti, kterou potřebujeme, musíme nyní vědět, při jaké teplotě police-jak dlouho ji musíme držet při této teplotě police, abychom dosáhli požadované úrovně zbytkové vlhkosti. To vše děláme odebíráním vzorků z komory. Chceme to udělat bez úplného přerušení vakua. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je tento vzorkovač zlodějů. Tento zloděj vzorkovač má dveře na přední straně, můžeme utěsnit na svém místě, a tam je dveře na zadní straně, která vede přímo do komory. Můžeme vytáhnout vakuum na této vnější krabici, dokud nemůžeme otevřít vnitřní dveře. Když to uděláme, máme nyní přístup do vnitřní části komory.
pak můžeme dosáhnout tohoto ramene, může být obtížné vidět, ale na konci paže je malé Uchopovací zařízení. Můžeme se tam dostat, vytáhnout vzorek, vytáhnout ho, utěsnit a pak nechat vzorek zachytit v tomto bodě procesu představujícím určitou zbytkovou vlhkost. Zavři to.
na konci procesu je nyní na vás, zda chcete utěsnit ve vakuu nebo ne. Utěsnění ve vakuu znamená, že se ujistíme, že tam je stále vakuum, když stlačujeme naše police, abychom utěsnili zátky. Tak jsou zátky utěsněny. Police se zvedají pomocí tlačítka, dokud lahvičky nedosáhnou kontaktu s policí výše a nejsou stlačeny, aby utěsnily zátky.
existuje ještě jedna položka, na kterou bych se chtěl dotknout, a to je to, co je skutečně hnací silou pro odstranění této vodní páry? Je běžnou mylnou představou, že vakuum vytáhne lahvičky. Tak to opravdu nefunguje. To, co děláme během primárního sušení, je nastavení tlaku v komoře a teploty police, abychom získali požadovanou teplotu produktu. Tímto způsobem vytváříme tlakový rozdíl mezi tam a komorou a také teplotní rozdíl. Tento tlakový rozdíl, tlak páry ledu v komoře je velmi nízký. Máme velmi nízký tlak v komoře. Zde máme mnohem vyšší teplotu, která pomáhá zvýšit rychlost sublimace. Když k tomu dojde, neexistuje žádný tlakový rozdíl. Tlak páry ledu je zde mnohem vyšší, takže odstraňujeme vodní páru a nyní je zachycena ve velmi nízkotlaké oblasti, nízké teplotě, zachycené tam na cívkách kondenzátoru.
to je váš úvod do lyofilizace a úvod do anatomie lyofilizátoru. Doufám, že se k nám připojíte na workshop krátkých kurzů, abychom mohli jít do podrobností.