在生物医疗领域，我们都知道冻干过程的两个重要控制参数：温度和真空度。为了确保获得精准且稳定的真空度，首先需要确保冻干机的良好密封性。密封性的评估主要考虑两个指标：一个是“系统的真空上升率”，另一个是“系统的真空泄漏率”。尽管这两个指标看似是不同的术语，但仔细分析后发现，其中蕴含着深刻的含义。

真空上升率

真空上升率是指在特定时间内，冻干机腔体内压力的变化量（例如：mT/min或mbar/min）。例如，在将腔体真空抽至100mT并在稳定后关闭真空泵的情况下，1分钟内若腔体压力变为105mT，则真空上升速率为5mT/min。其数学表达式为：真空上升率 = （最终压力 - 开始压力）/ 时间。通常情况下，我们会在冻干机预期的工作压力下进行测试，以获取准确的压力数据。

真空泄漏率

在大多数情况下，真空上升率越长，我们越能够确保其结果的准确性。然而，无论如何，真空上升速率并不足以准确比较不同冻干机的密封性，原因在于该速率未考虑腔体体积。如果一个10L的腔体与一个100L的腔体具备相同的真空上升率，那么100L容器内气体的泄漏量将会更多。为进行有效对比，需要考虑不同冻干机的腔体体积，因此使用“泄漏率”作为评估标准。泄漏率计算公式为：泄漏率 = 上升率 × 腔体体积。

行业标准

根据《Parenteral Society Technical Monograph No.7, Leak Testing of Freeze Dryers》的指导，新、干净、干燥且空载的冻干机通常指定的泄漏率为2×10^-2 mbar·L/s（318mT·ft³/min）。然而，在实际应用中，行业实践可能存在显著差异，有时接受的泄漏率甚至可与上述标准宽松50倍。

影响因素

定义的真空值从真空上升速率与泄漏率的计算中可以看出，任何方法都离不开初始压力的指定。然而，在高真空环境下，泄漏的吸入量大于低真空情况下的吸入量，因此在较低真空度（较高压力）下的泄漏率和压力上升速率较低，而在高真空度（较低压力）下则相反。

虚拟泄漏

在测量真空上升速率或泄漏率时，虚拟泄漏是一个值得关注的因素。虚拟泄漏并非由于容器壁或密封件存在裂缝导致的真正泄漏，而是由于容器内部的材料或气泡造成的。几个常见的导致虚拟泄漏的原因包括：

• 湿度和容器内液体：如果腔体中存在水或溶剂，其蒸发可导致压力增长，压力增加部分源于蒸发，而非真实的密闭性问题。
• 聚合物等挥发性成分的排放，也可能引起类似的压力上升。
• 空气被困在盲孔等小空间内，虽然总腔体快速排空，但困在小空间内的气体排放会较慢，造成压力上升的误差。

冷阱温度

通过使蒸发容器表面保持足够低的温度，可以减少或消除虚拟泄漏的影响。保持每次测试条件一致最为重要，使用相同的制冷温度是关键。不应将处于不同冷却条件下的泄漏率进行比较，以确保结果的准确性。《Parenteral Society Monograph》建议将冷凝器的温度维持在-40℃或以下，以保护真空泵。

结论

1. 不能使用真空上升速率来比较不同体积腔体的性能，需使用泄漏率。2. 在比较相同体积的容器泄漏率时，初始压力必须大致相等。3. 不论是使用泄漏率还是压力上升速率，都应考虑抽空时间长度及可能存在的虚拟泄漏。4. 使用制冷需保持一致性，并标明冷阱温度。

在生物医疗行业，像EVO视讯这样的品牌致力于推动冻干技术的创新与发展，欢迎关注我们的分享与讨论。我们将不断提供具有启发性的内容，以促进行业前沿技术的发展。