本实用新型专利技术公开了一种基于光学相干断层扫描冻干显微镜，包括实验型冻干机和光学相干断层扫描成像系统，所述实验型冻干机包括冻干箱和捕水冷凝器，其特征在于：所述冻干箱与捕水冷凝器为分体式，所述冻干箱与捕水冷凝器通过电动蝶阀连接，所述冻干箱一侧面开设一扇观察窗，所述冻干箱的观察窗外装设有光学相干断层扫描成像系统。本实用新型专利技术作为实验室研究冻干机理和在线监测的一项基础工具，操控简便。
【技术实现步骤摘要】
本技术主要涉及生物、药品和光学领域，尤其涉及一种冻干显微镜。
技术介绍
在药品、食品和微生物的真空冷冻干燥过程中，温度和压力的准确测量对保证制品质量至为关键。共晶温度、共熔温度、塌陷温度和玻璃化转变温度均为冻干过程中的关键温度参数。其中，共熔温度、共晶温度和玻璃化转变温度主要采用差示扫描量热仪(DSC)进行测量。以前，通过DSC测量制品的玻璃化转变温度来评估塌陷温度，这往往存在一定误差，尤其是当制品中蛋白质含量比较高时。目前，塌陷温度一般采用冻干显微镜测定。冻干显微镜作为在微观层面观察冻干过程中制品结构变化的一项实验室工具，可以跟踪升华界面并作长时间的观察，现在广泛应用的是光透射型冻干显微镜。但是由于其观测的制品是置于两块载玻片之间，而且是微量的，所以与工业化生产中药瓶内制品所处状态具有明显差异。这种冻干显微镜的缺点是:1、待测样品置于两玻片之间，不能用于测定玻璃小瓶内制品的冻干。2、待测样品是微量的(一般为I?2yL)，测得一些制品的塌陷温度T。与玻璃小瓶内实际T。有一定差异。3、制冷与加热模块、液氮进出口、温度与压力传感器以及抽真空口均安装在载物台的冻干室中，加工难度大，维修不方便。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于:针对现有技术的不足，提供一种可跟踪升华界面，观察制品内部结构并生成3D图像以及测量制品关键温度参数的基于光学相干断层扫描冻干显微镜。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案:—种基于光学相干断层扫描冻干显微镜，包括实验型冻干机和光学相干断层扫描成像系统，所述实验型冻干机包括冻干箱和捕水冷凝器，其特征在于:所述冻干箱与捕水冷凝器为分体式，所述冻干箱内设有搁板(5-1)，所述冻干箱与捕水冷凝器通过电动蝶阀连接，所述搁板采用电阻丝加热，所述冻干箱一侧面开设一扇观察窗，所述冻干箱的观察窗外装设有光学相干断层扫描成像系统。作为上述技术方案的进一步改进:所述冻干箱位于捕水冷凝器下方，所述冻干箱与捕水冷凝器外侧通过不锈钢板连接支撑成为一整体。所述最上层搁板为热补偿板，所述热补偿板上装设有压塞螺杆，并采用波纹管密封。所述搁板内部铺设有折叠的制冷管道，所述制冷管道内流动的是液氮。所述搁板内制冷管道壁外两侧均焊接有加热电阻丝。所述搁板内制冷管道进出口段均设有温度探头，所述冻干箱内装设有用于测量玻璃小瓶内制品温度的温度探头。所述捕水冷凝器内装设有盘旋的制冷管道，所述制冷管道内流动的是液氮。所述捕水冷凝器内制冷盘管进口处装设有温度探头。所述冻干箱和捕水冷凝器内均装设有真空规管。所述观察窗开设在冻干箱门的邻侧，所述光学相干断层扫描成像系统安装在所述观察窗外侧。所述光学相干断层扫描成像系统的样品镜臂贴近在观察窗外表面，并可调整高度。所述观察窗表面涂油抗反射涂层。所述搁板和捕水冷凝器内制冷剂管道出口端连接一管道通向观察窗外表面，防止观察窗外表面起雾而影响观察。所述光学相干断层扫描系统可监测一个或多个标准玻璃小瓶内制品的冻干。与现有技术相比，本技术的优点在于:1、本技术的基于光学相干断层扫描冻干显微镜采用液氮直接制冷，对环境无污染，无需冷却水，并且可得到更低的最低温度，以及较短的冻干周期。2、本技术的基于光学相干断层扫描冻干显微镜为非侵入性、无损伤的监测手段，可监测玻璃小瓶内或玻片之间制品的冻干过程，生成制品的2D或3D图像，分辨率高，可更加精准地测量冻干过程的关键温度参数。3、本技术的基于光学相干断层扫描冻干显微镜维修或更换元部件方便，操控简单。【附图说明】图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的搁板局部放大图【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术的基于光学相干断层扫描冻干显微镜，冻干箱(5)顶部装设有用于带动搁板(5-1)和热补偿板(5-2)升降的压塞螺杆(5-3)，压塞螺杆(5-3)采用不锈钢波纹管密封。冻干结束后，呈半加塞状态的玻璃小瓶(5-11)在搁板(5-1)上，通过旋转压塞螺杆(5-3)使搁板(5-1)和热补偿板(5-2)在导向杆(5-13)、螺栓(5_12)的带动下进行压塞，将瓶塞完全压入瓶口中。压塞完成后，反方向旋转压塞螺杆(5-3)使搁板(5-1)和热补偿板(5-2)恢复原位。所述搁板(5-1)内制冷管道(3-1)壁外两侧均焊接有加热电阻丝(5-9)，紧贴搁板(5-1) ο所述冻干箱(5)和捕水冷凝器(3)的液氮进口分别经膨胀阀(3-3)连接至制冷管道(3-1和5-10)，所述液氮罐(I)的出口经液氮栗(2)与膨胀阀(3-3)连接，液氮经膨胀阀(3-3)后直接流经上述冻干箱(5)和捕水冷凝器(3)内的制冷管道(3-1和5-10)，通过控制液氮的流出速度来控制制冷温度。所述冻干箱(5)和捕水冷凝器(3)制冷管道(3-1和5-10)出口的低温氮气通过连接一管道对观察窗(5-8)外表面进行降温，以防止其表面起雾或结霜。所述冻干箱上连接有空气过滤器(5-6)、掺气阀(5-4)、微调阀(5_5)和真空规管(3-4)，所述捕水冷凝器(3)上连接有真空规管(3-4)，所述搁板(5-1)内制冷管道(5-10)的进出口分别装设有温度探头(3-2)，所述捕水冷凝器(3)制冷盘管(5-10)进口处装设有温度探头(3-2)，所述冻干箱内装设有多个温度探头(3-2)用于测量玻璃小瓶(5-11)内制品和搁板(5-1)表面的温度。所述捕水冷凝器(3)的出气端经小蝶阀(6-1)连接真空栗(6)。所述观察窗(5-8)采用抗反射材料进行涂层，为同时获较好的扫描深度和横向分辨率，所述光学相干断层扫描系统(7)采用时域型。所述液氮栗(2)、真空栗(6)、温度探头(3-2)、真空规管(3-4)、中隔阀(4)、小蝶阀(6-1)、掺气阀(5-4)、微调阀(5-5)、膨胀阀(3-3)分别与所述PLC控制器(10)连接。所述PLC控制器(10)和光学相干断层扫描系统(7)经过双向转换器(9)、通讯卡(8)同计算机(11)连接。本技术冻干监测程序为:1、预冻阶段在计算机上点击打开本技术基于光学相干断层扫描冻干显微镜的监控系统，设定冻干工艺参数，同时开启液氮罐、液氮栗、膨胀阀和光学相干断层扫描系统。在制品预冻过程中，通过分析光学相干断层扫描系统生成的图像确定其共晶点(共熔点)或玻璃化转变温度，待制品温度低于其共晶点或共熔点10?20K后维持I?2h，然后进入升华干燥。在整个冻干过程，根据冻干箱和捕水冷凝器设定温度的范围，液氮栗可手动或自动的开启关闭提供制冷量。2、升华干燥阶段在捕水冷凝器温度下降至_45°C左右时，依次打开真空栗、小蝶阀和中隔阀开始抽真空，通过分析光学相干断层扫描系统生成的制品图像确定其塌陷温度，确保升华加热温度低于其塌陷温度，冻干箱抽真空最终压力低于该温度下水的饱和蒸汽压，通过观察升华界面或压升测试判断何时结束升华干燥以进入解析干燥。3、解析干燥阶段90%以上的自由水在升华干燥阶段被除去，此时需要在保证制品不被烧焦或变性条件下适当升高冻干箱的温度和压力，使制品残余水量在3%?5%之间，通过压塞螺杆进行手动压塞。然后，依次关闭制冷系统、真空系统和成像系统，冻干结束。以上所述仅为本技术的优选实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光学相干断层扫描冻干显微镜，包括实验型冻干机和光学相干断层扫描成像系统(7)，所述实验型冻干机包括冻干箱(5)和捕水冷凝器(3)，其特征在于：所述冻干箱(5)与捕水冷凝器(3)为分体式，所述冻干箱内设有搁板(5‑1)，所述冻干箱(5)与捕水冷凝器(3)通过电动蝶阀(4)连接，所述冻干箱一侧面开设一扇观察窗(5‑8)，所述冻干箱(5)的观察窗(5‑8)外装设有光学相干断层扫描成像系统(7)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于颖，刘代春，何小荣，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。