簡介

設備

化學品和材料

• D-甘露醇，Fluka (63560)

• 去離子水

• 乙腈 99%，VWR (20070.462)

• 乙醇 90%，Merck (1.00983.1011)

• 甲醇 90%，Merck (1.06009.2500)

• 三氟乙酸 99.9%，Carl Roth (6957.20)

• 丙酮 99%，Merck (8.22251)

• 叔丁醇 99%，Roth (4323.1)

• 乙酸 95.9%，Carl Roth (T179.1)

• 甲酸 85%，VWR (20315.366)

請務必注意所有相應的材料安全數據表（MSDS）以確保安全操作！

步驟

4.1 冷凍干燥

• 在 Lyovapor™ L-250 上完成調節步驟后，進行了真空測試，目標壓力為 0.10mbar。自動識別了外部壓力計之間的偏移

• 手動啟動干燥過程，壓力設置為 0.1mbar，即極限真空

• 每個圓底燒瓶中裝入 200 毫升 50 毫克/毫升的甘露醇溶液，溶劑為 70:30 體積比的去離子水-乙腈混合物，以及其他溶劑混合物

• 每個燒瓶隨后轉移到 R-300 上，浸入裝有干冰-乙醇混合物的杜瓦瓶中，溫度約為 -80°C

• 樣品在旋轉下冷凍 10 至 15 分鐘

• 樣品分別連接到多歧管干燥室。在每次連接前，驗證實際壓力是否在設定壓力范圍內

• 所有 12 個燒瓶連接后，啟動壓差測試

表1：Lyovapor™ L-250 Basic 的壓差測試設置。

* 壓力限制：皮拉尼和電容式壓力計之間的估計差異。通過測試的標準。

* 時間：每次測試的持續時間。測試持續到達到壓力限制。

* 偏移限制：由真空測試估計。

• 通過測試后，取 6 個樣品進行水分含量分析。

• 在沒有壓差測試的參考實驗中，使用相同的程序。終點通過肉眼檢測，標準是干燥粉末的外觀。

• 通過壓差測試后，收集 6 個樣品進行水分含量分析。

• 在參考實驗中，未進行壓差測試，遵循相同的程序。終點通過視覺確定，基于干燥粉末的外觀。

4.2 鹵素水分分析

1. 分析干燥樣品（有和沒有壓差測試）的殘留水分含量，以評估干燥效率

2. 使用刮刀研磨樣品，并在 30 秒內轉移到水分分析儀

3. 使用鹵素水分分析儀，參數如表3所示，進行水分含量分析

4. 關閉標準設置為 140 秒內變化不超過 1 毫克

表2：水分分析儀設置

結果

5.1 70:30 體積比水-乙腈甘露醇樣品的壓差測試

將 12 個樣品連接到多歧管后，壓差測試在 1.7 小時啟動，如圖1所示。在此階段，由于高蒸汽負荷，多歧管室內的壓力增加，蒸汽只能逐漸到達冰冷凝盤管。這種增加歸因于多歧管干燥室內鋼管的空間限制。

開始時，皮拉尼傳感器顯示的壓力讀數高于電容式壓力計，反映了蒸汽組成的影響。然而，隨著干燥過程接近尾聲，升華減少，兩個傳感器的壓力讀數趨于一致，表明蒸汽量減少，過程接近完成。

為了演示目的，圖1中的壓力差異被估計并顯示在圖2中。儀器通常完成此檢測，隨后在顯示屏、應用程序和 Lyovapor™ 軟件上顯示信息。圖1和圖2中的條形表示通過壓差測試，因為達到了 0.02mbar 的設定限制。

隨后，取六個樣品并立即轉移到水分分析儀以確定殘留水分含量。測得的平均水分為 2.15%，如表3所示。為了進行比較，進行了沒有壓差測試的參考實驗。在該實驗中，第一個樣品在 13 小時后看起來干燥，隨后分析另一個樣品。水分分析結果總結在表4中。

結果比較顯示，采用壓差測試的運行樣品表現出較低的水分含量，證明了該方法相對于視覺檢測方法的改進效率和可靠性。

表3：通過壓差測試后的樣品殘留水分含量。

表4：通過視覺檢查的樣品隨時間變化的殘留水分含量。

為了確認壓差測試作為實現低殘留水分的有效工具的可靠性，進行了三次額外的運行，并分析了水分含量（表5）。結果表明，測試通過所需的時間存在波動。這種波動源于升華速率對環境因素（如環境光和室溫）的依賴性，這些因素顯著影響樣品。然而，所有運行中的水分含量，包括平均值，均低于通過視覺檢測方法實現的水分含量，突顯了壓差測試的準確性和有效性。

表5：壓差測試的水-有機溶劑混合物中有機溶劑的濃度。

5.2 甘露醇樣品與有機-水混合物的壓差測試

研究已擴展到水-溶劑混合物。目的是找出混合物中有機溶劑的最大濃度，該濃度仍允許皮拉尼傳感器顯示偏移行為。如引言中所述，皮拉尼在水蒸氣飽和環境中顯示 0.6 倍的偏移。表6顯示了該研究的結果。

表6：成功壓差測試的水-有機溶劑混合物中有機溶劑的濃度。

結論