當我們通過不斷的實驗得到了一個兼顧效率、穩定性、經濟性的凍干工藝后，凍干機會很盡責地為我們帶來有漂亮外觀的凍干產品，不過這也代表著，作為研發人員我們的工作還沒有結束——對于得到的凍干產品，我們有必要去對其做進一步的研究，以分析樣品在保存中的穩定性。

一般而言，需要做的分析主要分為三個類別：殘留水分分析、熱分析和機械性能分析。在這里我們對這三種分析分別一個簡單的介紹。

★在本次的文章中我們給大家帶來的是關于殘留水分分析的內容。

傳統的水分分析法

凍干產品中的水分含量會直接影響該樣品的玻璃態轉化（glass transition）。玻璃態轉化在宏觀上會影響材料的軟化，從而會影響產品的長期穩定性（long term stability）和產品的最高儲存溫度。同時，控制產品中的水分，追求水分含量的均一性，對于質量控制有重要的意義，同時有益于后續的文件工作。

傳統的水分分析法主要有：

1、卡爾費休滴定法

(Karl Fisher coulometric titration, KF)

2、 熱重分析法

(Thermo-gravimetric analysis, TGA)

3、同時還有較為新式無損測試方法：

近紅外分析法(Near infrared，NIR)

4、調頻光譜法

(Frequency modulation spectroscopy，FMS)

卡爾費休滴定法

卡爾費休法是測定物質水分的各類化學方法中，較為準確的方法，被視為許多物質中水分測定的標準方法。其中又分為：

1、直接注射法（Direct Injection）

圖1：直接注射法

直接注射法又稱為經典卡爾費休滴定法。

該方法需要預先配置或購買商用卡爾費休滴定液，將凍干樣品全部溶解于該滴定液中后，注射進儀器里。按照計算水分方法的不同，又分為庫倫法和容量法，通過電量或者是滴定液的消耗量，即可算出水分的含量。

2、基于烘箱的卡爾費休滴定

(Oven-based KF titration)

當凍干樣品不能夠溶解于滴定液，或者會與滴定液發生化學反應時，使用基于烘箱的KF滴定法是一個更好的選擇。將樣品稱重到小瓶中并用隔墊蓋封閉。當放置在烘箱中時，水會蒸發，用分子篩干燥的載氣（通常是空氣或氮氣）將釋放的水輸送到滴定池中，在那里進行水含量的測定。水與樣品基質分離，避免了副反應和污染。烘箱的溫度根據樣品的溫度穩定性來選擇。

熱重分析法

熱重分析法（TGA）是在規定程序控制變化的溫度范圍內，測量被分析樣品的重量相關量(如質量、固體殘留量或殘留率等)隨溫度或時間的變化關系。

一般認為，在100-120℃左右失去結晶水和結合水。在這個溫度范圍內進行測試，樣品支架下部連接的高精度天平隨時感知到樣品當前的重量，并將數據傳送到計算機，由計算機畫出樣品重量對溫度／時間的曲線。當樣品發生重量變化時，會在TG曲線上體現為失重（或增重）臺階，由此可以得知該失/增重過程所發生的溫度區域，并定量計算失/增重比例。

建議此方法與KF滴定法連用，以確保重量變化一定是由水分造成的。

近紅外分析法

近紅外光譜分析是利用近紅外光譜區包含豐富的物質信息,用于有機物質定性定量的一種分析方法。近紅外分析技術作為綠色分析的典范,具有分析速度快、穿透力強、樣品在分析時基本不需要處理、不破壞分析樣品、無污染、可同時檢測多種成分、適用于在線和現場分析等優勢,已被廣泛應用于農產品、食品、紡織品、煙草和化妝品等領域。

將樣品的反射輻射與相同波長的標準參考物進行比較，可迅速地完成殘留水分的分析。但該方法需要進行校準工作，一旦校準完成，近紅外是一個非常具有效率的分析方法。

調頻光譜法

將FMS儀器的近紅外激光調諧到1382nm處——水蒸氣的選定振動躍遷的內部吸收頻率，FMS就可以測量樣品瓶內部頂空蒸汽壓力，創建水分預測模型。吸收的激光量與水蒸氣的濃度成正比，再基于與卡爾費休的相關性，小瓶水蒸氣壓(mbar)可用于測定凍干餅的水分含量。

FMS測量代表反應性水，或換言之水活度測量，可以探討水的各種存在形式。同時與 NIR相比，FMS在1%水分以下的精度會更值得信賴。

想要了解更多請關注德祥公眾號與萊奧德創。

LYO INNOVATION

萊奧德創

凍干科技，賦能創新

Lyo technology enables innovation 

關于萊奧德創：

上海萊奧德創生物科技有限公司由德祥科技有限公司創辦，專注于提供先進的凍干設備應用和制劑開發相關服務。

德祥科技有限公司服務凍干行業十余年，在涉及冷凍干燥領域的工藝開發/工藝優化/商業化等各方面擁有豐富的經驗，迄今為止已為500+客戶提供凍干設備及相關服務。客戶產品類型涵蓋：蛋白、抗體、ADC、疫苗、核酸、多肽、脂質體、IVD、食品等領域。依托與合作伙伴美國SP Scientific和英國Biopharma Group的緊密合作，掌握先進的凍干理念與技術，使用先進的凍干設備和軟件致力于促進中國生物醫藥技術創新升級，助力中國大健康行業的持續發展。

Our Mission :

萊奧德創凍干工場專注于提供先進的凍干設備應用和制劑開發相關服務，致力于促進中國生物醫藥技術創新升級，助力中國大健康行業的持續發展。

Our Vision :

做凍干工藝的創新者，為生物醫藥開發提供優質制劑產品解決方案。