小型真空冷凍干燥機（簡稱“凍干機"）廣泛應用于實驗室樣品（如生物制劑、食品、藥材、微生物等）的脫水保存，其核心原理是在低溫真空環(huán)境下，使樣品中的冰直接升華成水蒸氣，避免樣品因高溫融化或氧化而破壞。以下是詳細的操作流程，幫助確保實驗安全與凍干效果。

操作流程（以實驗室小型凍干機為例）

小型凍干機操作分為預處理、預凍、真空凍干、后處理四個核心階段，具體步驟如下：

1. 樣品預處理：確保樣品符合凍干條件

  凍干前的樣品狀態(tài)直接影響最終效果，需先完成以下準備：

  樣品選擇與分裝：

    選擇含水量較高（通常＞70%）、熱敏感或易氧化的樣品（如酶制劑、水果塊、細菌涂片）；

    將樣品分裝至凍干專用容器（如西林瓶、培養(yǎng)皿、凍干托盤），要求：

    樣品厚度≤10mm（過厚會導致升華速度慢、內(nèi)部結冰融化）；

    顆粒/塊狀樣品需均勻平鋪，避免堆疊；

    液體樣品（如菌液、藥液）需提前確定是否需添加保護劑（如甘露醇、蔗糖，防止樣品結構坍塌）。

 容器清潔：所有接觸樣品的容器需清洗、烘干（避免殘留水分影響真空度），無菌樣品需額外滅菌（如高溫高壓滅菌后冷卻）。

2. 預凍：將樣品中的水完整凍結（關鍵步驟）

   預凍的目的是將樣品中的自由水轉化為穩(wěn)定的冰晶（避免后續(xù)真空環(huán)境下樣品融化），需嚴格控制溫度和時間：

   預凍方式選擇：

     方式1（內(nèi)置預凍功能機型）：直接將樣品容器放入凍干機的冷阱托盤，啟動“預凍模式"，設定溫度（通常為-40℃~-60℃，需低于樣品共晶點5~10℃，共晶點可通過儀器測定或查樣品手冊，如血清共晶點約-25℃）；

     方式2（無內(nèi)置預凍機型）：先將樣品放入超低溫冰箱（-80℃）或液氮中預凍2~4小時（直至樣品全部凍結，內(nèi)部無液態(tài)水），再快速轉移至凍干機冷阱（避免樣品回溫融化）。

   預凍判斷標準：樣品表面堅硬、無柔軟區(qū)域，敲擊容器時發(fā)出“清脆聲響"，確保凍結深度達樣品中心。

3. 真空凍干：升華脫水（核心階段）

   預凍完成后，啟動真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，分“升華干燥"和“解析干燥"兩步：

   升華干燥（去除自由水）：

   啟動真空泵，將系統(tǒng)真空度抽至10~50Pa（真空度越低，升華速度越快，需根據(jù)樣品調(diào)整，如熱敏樣品真空度可稍高）；

   啟動加熱系統(tǒng)，將冷阱托盤溫度緩慢升至“升華溫度"（通常為-20℃~-10℃，需低于樣品共晶點，避免冰晶融化）；

   持續(xù)時間：根據(jù)樣品量和厚度，通常2~8小時，觀察冷阱內(nèi)壁（水蒸氣凝結成霜，霜層不再明顯增厚時，升華干燥結束）。

   解析干燥（去除結合水）：

   升華干燥結束后，逐步提高托盤溫度（如升至0℃~30℃，具體需參考樣品耐熱性，如蛋白質樣品溫度不超過25℃）；

   維持真空度（可適當降低至5~10Pa），促進樣品中與分子結合的水分解析；

   持續(xù)時間：1~4小時，判斷標準：樣品重量不再變化（稱重法）、樣品呈疏松多孔狀（無黏連）。

4. 后處理：樣品保存與設備清潔

   樣品取出與保存：

   關閉加熱系統(tǒng)，先緩慢向系統(tǒng)內(nèi)通入惰性氣體（如氮氣，防止樣品氧化），待真空度降至大氣壓后，打開艙門；

   快速取出凍干樣品（避免樣品吸潮），立即密封（如西林瓶壓塞、鋁箔袋真空包裝），儲存于低溫干燥環(huán)境（如4℃冰箱，長期保存需-20℃）。

   設備清潔與維護：

   關閉真空泵，斷開電源，待冷阱溫度回升至室溫后，清理冷阱內(nèi)壁的霜（可用干布擦拭，或啟動“化霜功能"后排水）；

   擦拭艙門密封圈、托盤表面（避免樣品殘留污染）；

   檢查真空泵油位（油位低于刻度線需補充專用真空泵油，油色渾濁時需更換）。