在生物医疗领域，我们都知道冻干过程中有两个关键控制参数：温度和真空度。为了获得准确且稳定的真空度值，首先应确保所使用的冻干设备具备良好的密封性。密封性的评估有两个关键指标：“真空上升率”和“真空泄漏率”。虽然看似只是不同的术语，但实际上它们在保真度和操作条件上的影响是显著的。

真空上升率

真空上升率指的是在规定时间内冻干机腔体内压力的变化量（单位如mT/min或mbar/min）。例如，将腔体真空抽至100mT，稳定后关闭真空泵，1分钟后检查腔体的压力变化，若其增加至105mT，则真空上升率为5mT/min。公式为：真空上升率 =（最终压力 - 开始压力）/ 时间。为了确保获得准确的运行数据，通常在冻干机的预定工作压力下进行测试。

真空泄漏率

根据前述测试方法，测试持续时间越长，真空上升率结果的准确性越高。然而，真空上升率并不是比较不同冻干机密封性的理想基础，因为其忽视了腔体的体积。若10L腔体与100L腔体的真空上升率相同，则后者必须有更多气体泄漏以保持压力相同。为确保准确的比较，我们需考虑各冻干机的腔体体积，因此采用“泄漏率”来衡量。泄漏率通过将“上升率”乘以腔体的体积得出，其计算公式为：泄漏率 =（最终压力 - 开始压力）×腔体体积 / 时间，或泄漏率 = 上升率 × 腔体体积。

例如，假设腔体A和腔体B在相同条件下进行真空上升率测试，腔体A的真空上升值为14μbar，腔体B为19μbar。经过计算，腔体A的上升率为0.233μbar/min，腔体B为0.317μbar/min。虽然腔体B似乎具有更高的泄漏率，但考虑到体积后，腔体A的泄漏率其实可以达到0.608μbar∙m³/min，腔体B则为0.558μbar∙m³/min。

行业标准

根据《Parenteral Society Technical Monograph No. 7, Leak Testing of Freeze Dryers》的标准，新颖、干净、干燥且不负载的冻干机常规定泄漏率为2×10^-2 mbar·L/s（318 mT·ft³/min）。然而，实际操作中，使用中的冻干机所接受的泄漏率标准可能宽松50倍。

影响因素

在真空值设定时，从真空上升速率与泄漏率的计算可知，需指定初始压力。在高真空下，泄漏导致的吸气量大于低真空；因此在较低真空度时泄漏率较低，而在高真空度时则相反。此外，“虚拟泄漏”也是一个关键因素。它并不是由设备壁或密封件的破损引起，而是内部材料或气穴导致压力上升速率超出正常水平。

虚拟泄漏的几种原因包括：一、若腔体内部不洁净、含湿气或液体，其蒸发会导致压力增加；二、腔体内的挥发性成分也会相似地增加压力；三、空气被困在无外部开口的空间中时，便会导致压力上升速率失真。

结论

1. 使用压力上升速率不能用于比较不同容积腔体的性能，必须指定泄漏率；2. 在比较相同体积容器的泄漏率时，初始压力应大致相同；3. 无论使用泄漏率还是压力上升速率，必须考虑抽空时长及可能的虚拟泄漏；4. 可以使用制冷，但必须保持一致性，避免在不同条件下进行比较。使用制冷时必须说明冷阱温度。

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