Обзор технологии
Компания Sartorius Stedim Biotech предлагает технологии контролируемого замораживания-размораживания с более чем десятилетней историей успешного развития. Практически все методы крупносерийного замораживания жидких биофармацевтических препаратов имеют общий недостаток - неконтролируемое затвердевание и таяние. Такие методы как замораживание в пакетах и флаконах часто приводят к криоконцентрации и неоднородному распределению температуры в ёмкости. Неудовлетворительный контроль над протеканием фазового перехода приводит к потерям материала из-за агрегации, выпадения осадка, оксидирования и денатурации. Кроме того, сложности возникают при проведении аттестации неконтролируемых процессов замораживания и размораживания.
Криоконцентрация
Недостаточный поток тепла приводит к концентрированию растворённых веществ, так как первой замерзает чистая вода, а потом другие составляющие, в зависимости от отдельных температур затвердевания.
Криоконцентрация часто является причиной потери материала из-за агрегации белка и выпадения его в осадок.
Дендритный рост льда с контролируемой скоростью
Благодаря технологии дендритного роста льда с контролируемой скоростью, разработанной компанией Sartorius Stedim Biotech, распад белков в следствие криоконцентрации практически устраняется, так как растворённые вещества быстро задерживаются между дендритами. Образование и рост дендритных кристаллов льда зависит от точно управляемого направленного температурного потока. В технологии компании Sartorius Stedim Biotech применяются высокопроизводительные теплообменные системы, которые максимально увеличивают контактную поверхность с целью оптимизации теплопередачи.
Факторы, влияющие на замораживание и размораживание
Макро-факторы
-
Расстояния, которые должен проделать фронт заморозки до полного замораживания.
-
Площадь отвода тепла и общий местный отвод тепла.
-
Разница между температурой жидкой фазы и температурой теплообменной поверхности.
-
Скорость фронта заморозки — общее время замораживания.
Микро-факторы
-
Форма роста кристалла льда.
-
Распределение растворённых веществ в замороженной массе.
-
Состав раствора и его концентрация могут влиять на первых два фактора.
Факторы на молекулярном уровне
-
Состав биофармацевтического препарата и концентрация растворимых веществ — температура окончательного затвердевания.
-
Присутствие стабилизаторов.
-
Характеристики белка (стабильность, разворачиваемость/сворачиваемость, агрегация).