?冰凍干燥機(jī)是生化與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室必備的儀器之一，因?yàn)榇蠖鄶?shù)生物大分子分離純化后的最終產(chǎn)品多數(shù)是水溶液，要從水溶液中得到固體產(chǎn)品，最好的辦法就是冰凍干燥，因?yàn)樯锎蠓肿尤菀资Щ睿ǔ２荒苁褂眉訜嵴舭l(fā)濃縮的方法。

? 冰凍干燥是先將生物大分子的水溶液冰凍，然后在低溫和高真空下使冰升華，留下固體干粉。冰凍干燥的原理可用溶劑的三相點(diǎn)相圖來(lái)說(shuō)明：

? 圖中OA是固液曲線，OB是汽液曲線，OC是固汽曲線，O是三相點(diǎn)。當(dāng)溫度在三相點(diǎn)O以下，將壓力降至OC線以下，溶劑（通常是水）就可以由固相直接升華為汽相。例如，冰在－40℃時(shí)其上方的蒸汽壓為0.1毫米汞柱mmHg，在－60℃時(shí)其上方的蒸汽壓為0.01毫米汞柱mmHg。固態(tài)的冰升華為水蒸汽時(shí)要吸收大量的熱，1克0℃的冰變成0℃的蒸汽需吸熱580千卡，所以升華時(shí)又可以使固態(tài)的冰進(jìn)一步降溫，空氣潮濕時(shí)可以看見(jiàn)裝有固態(tài)冰的容器外壁上結(jié)有霜。

? 冰凍干燥得到的生物大分子固體樣品有突出的優(yōu)點(diǎn)：①由于是由冰凍狀態(tài)直接升華為汽態(tài)，所以樣品不起泡，不暴沸。②得到的干粉樣品不粘壁，易取出。③冰干后的樣品是疏松的粉末，易溶于水。

? 冰凍干燥特別適用于那些對(duì)熱敏感、易吸濕、易氧化及溶劑蒸發(fā)時(shí)易產(chǎn)生泡沫而引起變性的生物大分子，如蛋白質(zhì)、酶、核酸、抗菌素和激素等。對(duì)于極個(gè)別的在凍干時(shí)易變性失活的生物大分子則要十分謹(jǐn)慎，務(wù)必先做小量試驗(yàn)證明凍干無(wú)害后方可進(jìn)行大量處理。

? 冰凍干燥機(jī)的國(guó)產(chǎn)品牌近年來(lái)發(fā)展很快。如北京的軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生產(chǎn)的小型、中型和大型工業(yè)用冰干機(jī)，已可以取代昂貴的進(jìn)口產(chǎn)品。在實(shí)驗(yàn)室中還可以自已組裝小型簡(jiǎn)易的冰凍干燥器。①準(zhǔn)備一個(gè)較大的玻璃真空干燥器，將樣品置于小培養(yǎng)皿中速凍后放入干燥器內(nèi)，器內(nèi)已事先用兩個(gè)小培養(yǎng)皿分別盛有KOH(或NaOH) 和 P2O5，干燥器通過(guò)一個(gè)兩端塞上棉花其中裝滿P2O5的干燥管與真空泵相連，抽真空后，經(jīng)過(guò)5～10小時(shí)就可以得到冰凍干燥的樣品。②將樣品溶液置于一個(gè)園底燒并內(nèi)，將燒并浸入干冰～乙醇低溫浴（－60℃）中，樣品即被速凍成冰塊，將燒并標(biāo)準(zhǔn)磨口通過(guò)磨口管與一個(gè)冷阱相連，冷阱內(nèi)放有干冰～乙醇混合液，冷阱的另一個(gè)出口管與真空泵相連，抽真空時(shí)汽化的水汽就凍結(jié)在冷阱的內(nèi)壁上，抽真空數(shù)小時(shí)后即可在燒并中得到凍干的樣品。此簡(jiǎn)易裝置也可用于凍干含有少量乙醇、甲醇、丙酮等常用有機(jī)溶劑的樣品，可重復(fù)以下的操作除去這些有機(jī)溶劑：樣品速凍→→抽真空至恒定→→使樣品升溫至室溫?fù)]發(fā)有機(jī)溶劑→→再速凍樣品，如此反復(fù)多次，以除盡有機(jī)溶劑，否則樣品不易凍干，且泵前應(yīng)裝有保護(hù)真空泵的緩沖并，以吸收水份和有機(jī)溶劑。

? 冰凍干燥操作雖然十分簡(jiǎn)單，但以下的注意事項(xiàng)卻必須認(rèn)真記?。?/p>

? ⑴樣品溶液：①樣品要溶于水，不含有機(jī)溶劑，否則會(huì)造成冰點(diǎn)降低，冰凍的樣品容易融化，因而減壓時(shí)會(huì)起大量泡沫，使樣品變性、污染和損失。同時(shí)若含有有機(jī)溶劑，被抽入真空泵后溶于真空泵油，使其可達(dá)真空度降低而必須換油。②樣品要予先脫鹽，不可使鹽濃度過(guò)高，否則冰凍后易融化，影響樣品活性，而且不易凍干。③樣品緩沖液在冰凍時(shí)pH可能會(huì)有較大變化，例如pH 7.0的磷酸鹽緩沖液在冰凍時(shí)，磷酸氫二鈉比磷酸二氫鈉先凍結(jié)，因而使溶液pH下降而接近3.5，使某些對(duì)低pH敏感的酶變性失活，此時(shí)需加入pH穩(wěn)定劑，如糖類和鈣離子等。④樣品溶液的濃度不要過(guò)稀，例如蛋白質(zhì)的濃度不低于15 mg/mL 為宜。同批凍干的樣品液濃度不宜相差太大，以免凍干的時(shí)間相差過(guò)大。

? ⑵裝樣品溶液的容器：①最好用各種尺寸的培養(yǎng)皿盛樣品溶液，液層不要太厚，以免凍干時(shí)間太長(zhǎng)，耗電太多。也可以使用安瓿并和青霉素小并。用燒杯時(shí)液層厚度不要超過(guò)2 cm，否則燒杯易凍裂。②凍干稀溶液時(shí)會(huì)得到很輕的絨毛狀固體樣品，容易飛散而損失和造成污染，因而要用刺了孔的薄膜或吸水紙包住杯口，刺的孔不要過(guò)小過(guò)少，否則會(huì)影響凍干速度。

? ⑶溶液冰凍：如有條件，盡可能用干冰～乙醇低溫浴速凍，如能將盛有樣品溶液的容器邊凍邊旋轉(zhuǎn)形成很薄的冰凍層，則可以大大加快凍干的速度。

? ⑷凍干：①樣品全部?jī)龈汕?，不要輕易搖動(dòng)，以防水蒸汽沖散凍干的樣品粉末。②樣品凍干達(dá)到較高真空度時(shí)，容器外部有時(shí)會(huì)結(jié)霜，若外霜消失，則說(shuō)明樣品已凍干，或是僅剩樣品中心的小冰塊，再稍加延長(zhǎng)凍干時(shí)間即可。③凍干后要及時(shí)取出樣品，以免樣品在室溫下仃留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而失活。④仃真空泵時(shí)要先放氣，以免泵油倒灌。放氣時(shí)要緩慢，以免氣流沖散樣品干粉。⑤樣品凍干后要及時(shí)密封冷藏，以防受潮。⑥真空泵要經(jīng)常檢查油面和油色，油面過(guò)低和油色發(fā)黑，則需換油，通常半年或一季度至少要換一次油。