Pearson Smith通过三个例子解释了介电分析(DEA)的优点是可提供最优的冻干工艺。结合水(两个氢键)和吸附水(一个氢健)的弛豫特性不同可用来确定冻干的结束,当吸附水解吸和结合水仍然存在时认为冻干结束。物质的介质响应与晶体的尺寸和水合程度有关。赋形剂的玻璃体形成特性和它的分子的流动性(黏性)与温度和水合密切相关。电介质的研究表明了糖溶液玻璃体形成的非阿伦尼乌斯(non-Arrhennius)行为,在温度或水合有微小变化时,黏性的变化将达好几个数量级。
Morris等人建议利用介电分析法可预测双组分物质的崩塌温度。DEA的基本情况已解释清楚了。“发射颜率”(TOF)是确定崩塌温度最好的分析方法。图4-42表示介质损耗因子与频率之间的函数关系曲线。作者称此曲线最低点的频率为TOF。如图4-43所示TOF随着温度的变化而变化。两直线的交叉点可确定崩塌温度。用TOF预测的10%的蔗糖、10%海藻糖、10%山梨糖醇以及11%的
Azactam TM溶液的崩塌温度稍低于冻干显微镜观察得的崩塌温度,偏差分别为-3℃,-1.4℃,2.2℃和0.7℃。
Smith等人认为介电弛缓频谱学提供了一种研究聚合物和蛋白质结构特性的方法,其中,还提供了含水量和水的状态信息。
4.2.6 X射线衍射学-拉曼光谱学
Cavatur和Suryanarayanant研制了一种低温X射线粉末衍射(XRD)技术,用于研究冻结水溶液中溶质的固体状态。在冻结的乙氧萘青霉素钠溶液(质量分数22%)中,未发现共晶结晶。在-4℃热处理可引起溶液的结晶,且随热处理时间而增加,另外两种产品的研究表明,XRD在不干涉其他事件的情况下,可提供结晶程度的信息。
Sane等人利用拉曼光谱学用数量表示了冷冻干燥和喷射干燥过程结构的变化。单克隆抗体类(例如RhuMAbVEGF)在没有低温保护剂的情况下,经历二次结构变化。增加低温保护剂的摩尔比率可完全保护其结构。利用拉曼光谱学观察到干燥蛋白质的长期稳定性是与结构变化相关的。