คู่มือ การใช้เครื่องทำแห้งภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ (Freeze-Dryer) โดย…ศรีอัมพร หนูกลับ นักวิทยาศาสตร์ ภาควิชาเภสัชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มศว

ภาควิชาเภสัชวิทยาเสนอบริการใช้เครื่อง Freeze-Dryer โดย…ศรีอัมพร หนูกลับ นักวิทยาศาสตร์ประจำภาควิชาฯ ภาควิชาเภสัชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มศว

ภาควิชาเภสัชวิทยาเสนอบริการใช้เครื่อง Freeze-Dryer ที่มา : เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของภาควิชาเภสัชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ มีอายุการใช้งานตั้งแต่ปี 2530-ปัจจุบัน ตามปีงบประมาณที่ได้รับจัดสรร บางครั้งเครื่องที่มีอายุการใช้งานนานอาจมีปัญหาเรื่องการจัดซ่อม ดังนั้นการใช้งานอย่างถูกวิธี หรือการเขียนวิธีใช้เครื่องมือเป็นขั้นตอนให้สะดวกใช้ ถือเป็นการใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์อย่างระมัดระวังช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องได้ทางหนึ่ง โดยทั่วไปผู้ใช้ที่เป็นอาจารย์และนักวิทยาศาสตร์ของภาควิชาเองจะใช้กันอย่างถูกต้องและระมัดระวังอยู่แล้ว แต่เพื่อการบริการที่ให้เกิดประโยชน์กับระบบราชการมากยิ่งขึ้น บางครั้งจึงมีผู้ใช้จากภายนอกภาควิชาเข้ามาขอใช้ เช่น บุคลากรของภาควิชาอื่นในคณะแพทยศาสตร์ กลุ่มนิสิตระดับปริญญาโท-เอก ของคณะแพทยศาสตร์ ที่เรียนปฏิบัติการ หรือทำปริญญานิพนธ์ หรือนิสิตระดับปริญญาตรี-โท-เอก จากต่างคณะหรือต่างสถาบันที่อาจารย์ในภาควิชารับเป็นที่ปรึกษาปัญหาพิเศษและปริญญานิพนธ์ นักวิทยาศาสตร์ของภาควิชาจึงขอเสนอบริการใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ยังใช้การได้โดยมีข้อมูล ตามประวัติครุภัณฑ์ คุณสมบัติการใช้งาน วิธีใช้ (โดยสรุป) และข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการใช้พลังงานไฟฟ้าตามชนิดของเครื่องมือฯ ซึ่งสามารถบอกขนาดไฟฟ้า (วัตต์) ที่ใช้จริง เพื่อเป็นแนวทางในการช่วยกันประหยัดพลังงาน และใช้งานอย่างคุ้มค่า ในการรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ได้รับการมอบหมาย แนะนำ และสนับสนุนจากหัวหน้าภาควิชา และคณาจารย์ในภาควิชาทุกท่าน ซึ่งการบริการใช้เครื่อง Freeze dryer เป็นเพียงการยกตัวอย่างเครื่องมือที่มีผู้สนใจมาขอใช้บริการบ่อยเท่านั้นจริงแล้วมีเครื่องมือวิทยาศาสตร์ชนิดอื่นๆ อีก หากผู้ขอใช้ท่านใดสนใจสามารถสอบถามมายังภาควิชาได้ ขอบริการด้วยความยินดียิ่ง ศรีอัมพร หนูกลับ พฤศจิกายน 2552

วัตถุประสงค์ในการทำ Freeze-drying - ทำให้สารเข้มข้น : เพื่อเพิ่มความไวในการวิเคราะห์ ทำให้สารแห้ง: เพื่อสะดวกในการเก็บที่อุณหภูมิห้อง และง่ายต่อการขนส่ง - รักษาคุณสมบัติ : เพื่อให้เก็บสารได้นาน โดยไม่เสียคุณสมบัติ

หลักการทำงานของเครื่อง Freeze-Dryer หลักการทำงานของเครื่องนี้ใช้ในการทำแห้งตัวอย่างที่ต้องการรักษาคุณสมบัติตัวอย่างให้คงสภาพเดิม ลดการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น และขบวนการอื่นๆ ที่ทำให้ตัวอย่างเสื่อมสภาพ ซึ่งเป็นการดึงน้ำออกจากตัวอย่าง โดยการทำให้ตัวอย่างเย็นจนเป็นเยือกแข็ง จากนั้นไอน้ำในตัวอย่างจะถูกดึงไปควบแน่นที่ Cooling condenser ภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ ทำให้ตัวอย่างแห้ง เมื่อเก็บตัวอย่างออกจากการทำแห้งด้วยเครื่อง Freeze-Dryer ต้องเก็บไว้ในภาชนะที่มีฝาปิดและดูดความชื้นทันที มิฉะนั้นตัวอย่างอาจดูดกลับความชื้นในอากาศได้อีก

ประวัติครุภัณฑ์เครื่องทำแห้งภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ (Freeze-Dryer) หมายเลขครุภัณฑ์/ปี: 4440-007-001/33 ยี่ห้อ/รุ่น/รหัส: HETOSICC จำนวน: 1 ชุด ราคาต่อหน่วย: 250,000 บาท บริษัท: ไซแอนติฟิค โปรโมชั่น จำกัด 1759 ซอยวชิรธรรมสาธิต 57 ถนนสุขุมวิท 101/1 พระโขนง กรุงเทพฯ 10110 โทร. 0-2185-4333 สถานที่ใช้งาน : ห้อง 808 ภาควิชาเภสัชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มศว ส่วนประกอบ - ตัวเครื่อง (Cooling condenser) มีระบบควบคุมความดันและอุณหภูมิแบบอัตโนมัติ - pump 1 ตัว - heater 1 ตัว - chamber 1 อัน - flask กลมขนาด 1 ลิตร 9 ใบ (จุตัวอย่างได้ 300 ml สำหรับการทำแห้งด้วยเครื่อง Freeze-Dryer) หมายเหตุ * สภาพดี

แบบฟอร์มขอใช้บริการ

ภาควิชามีข้อจำกัดในการรับตัวอย่างตามข้อตกลงในแบบฟอร์มบันทึกการขอใช้ฯ โดยทั่วไปสารที่นำมาทำ Freeze-drying ได้แก่ ตัวอย่างทางชีวภาพ microbial culture เอ็นไซม์ เลือด สารทางชีวเคมี ยา วัคซีน แอนติเจน แอนติบอดี ภาควิชามีข้อจำกัดในการรับตัวอย่างตามข้อตกลงในแบบฟอร์มบันทึกการขอใช้ฯ ข้อตกลง 1. ตัวอย่างที่นำมาเป็นสารสกัดสมุนไพรไม่มีอันตราย ร้ายแรง หรือไม่ใช่วัตถุอันตราย 2. ตัวอย่างที่นำมาต้องสกัดหรือใช้น้ำเป็นตัวทำละลายเท่านั้น ห้ามใช้ตัวทำละลายชนิดอื่นเด็ดขาด

ถาม-ตอบ ถาม – ทำไมไม่ให้นำตัวอย่างที่มีตัวทำละลายซึ่งมีสมบัติมีความดันไอสูงเช่น กลุ่มแอลกอฮอล์ มาใช้กับเครื่อง Freeze-Dryer ตอบ – ตัวอย่างที่มีตัวทำละลายซึ่งมีสมบัติมีความดันไอสูง เช่น กลุ่มแอลกอฮอล์ ไม่สามารถทำให้ตัวอย่างเป็นเยือกแข็งได้ จึงต้อง มีการระเหยตัวทำละลายออกก่อนนำมาทำแห้ง โดยใช้เครื่องระเหยแห้งภายใต้ความดันต่ำ (Rotor-Evaporator)

การเตรียม Sample สำหรับใช้กับเครื่อง Freeze-Dryer สามารถทำการแช่เยือกแข็งได้หลายวิธีแล้วแต่สะดวก ดังนี้ (เลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง) วิธี A : แช่แข็ง sample flask ใน liquid nitrogen สะดวก รวดเร็วที่สุด ประมาณ 10 นาทีต่อ 300 ml วิธี B : แช่แข็ง sample flask ใน freezer -80๐C ทิ้งไว้ 1 คืน (12 ชม.) วิธี C : 1. ทุบน้ำแข็งแห้ง (dry ice) ให้เป็นก้อนเล็กๆ ใส่ในภาชนะที่มีขนาดพอดีที่จะแช่แข็ง sample flask ได้ 2. เติม methanol ประมาณ 1 L ลงในข้อ 1. (ทำใน hood) 3. แช่แข็ง sample flask โดยคอยหมุน sample flask ให้ sample แข็งตัวเคลือบเกาะผนัง flask ในขณะที่แช่แข็ง ใช้เวลาประมาณ 15 นาที ! อันตรายจากความเย็นจัดเยือกแข็ง ควรใส่ถุงมือที่หนาพอสมควรเพื่อป้องกันอันตรายจากความเย็นจัดที่อาจทำให้ผิวไหม้บาดเจ็บได้

วิธีใช้เครื่องระเหิดแห้งภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ (Freeze-Dryer ; HETOSICC) วิธีการใช้แบบ sample flask 1. เสียบปลั๊กเครื่อง และปลั๊ก pump 2. กด I เปิด power cooling condenser ของเครื่อง 3. ON vac valve 4. เช็คปุ่ม Drain ปิดสนิท 5. เช็คช่อง สวม sample flask ต้องปิดสนิท (หมุนปีกขึ้นด้านบน) 6. กด I เปิด pump 7. ดูเข็ม Temperature รอ ให้ได้ -50๐C 8. เข็ม pressure ตอนแรกเปิดเครื่องไฟจะสว่างที่ scale บน จากนั้นไฟ scale บนดับ แล้วไฟ scale ล่างจะสว่างรอให้อ่านค่าได้ 0.08 9. สวม sample flask ที่เตรียมไว้กับแขนสวม 10.หมุนปีกของแขนสวมลงด้านล่างเพื่อเปิดให้ sample ระเหิดแห้ง 11.ทิ้งไว้จนแห้ง (ใช้เวลาประมาณ 2-3 วัน) แล้วหมุนปีกแขนสวมขึ้นด้านบน และดึง sample flask ออก 12.OFF vac valve 13.เปิด Drain 14.กด O ปิด power cooling condenser 15.กด O ปิด pump *** การ Drain น้ำทิ้งหลังการเลิกใช้งานเครื่อง Freeze-Dryer ต้องมีภาชนะมารองรับน้ำด้วย

วิธีใช้เครื่องระเหิดแห้งภายใต้ความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ (Freeze-Dryer ; HETOSICC) วิธีการใช้แบบ chamber 1. ทำตามขั้นตอนการใช้ เช่นเดียวกับการใช้ sample flask ตามลำดับจนถึงข้อ 8 2. คลายปุ่ม Drain และ Off vac valve 3. เปิดฝาเครื่องออกแล้วนำ chamber ที่มี sample วางเรียบร้อยแล้ว ยกขึ้นวางแทนที่ฝาเครื่อง จากนั้นรีบหมุนปิดปุ่ม Drain ให้แน่น และ on vac valve ทันที 4. ต่อสายจาก chamber เข้ากับเครื่อง CD 3092 (ทั้ง 2 สาย) 5. เปิดเครื่อง CD 3092 6. ปล่อยให้เครื่องทำงานโดยทิ้งไว้ประมาณ 2-3 วัน จน sample แห้งสนิท 7. จากนั้นหมุนคลายปุ่ม Drain , Off vac valve , กด O ปิด power cooling condenser และกด O ปิด pump ตามลำดับ 8. ยก chamber ลง นำ Sample ออกไปใช้งานหรือเก็บปิดฝาใส่ในตู้ดูดความชื้นทันที หมายเหตุ *** การเตรียม sample ทำได้โดยใส่ sample ลงในขวดแก้วใสทนเย็น ประมาณ 20 ml (ขวดขนาด 50 ml) คลายฝาเกลียวนิดหน่อย แล้วนำไปแช่แข็งใน freezer -80๐C อย่างน้อย 4 ชั่วโมง *** การ Drain น้ำทิ้งหลังการเลิกใช้งานเครื่อง Freeze-Dryer ต้องมีภาชนะมารองรับน้ำด้วย

ประโยชน์ของการทำ Freeze-drying - ทำให้สะดวกในการเก็บตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องให้คงคุณสมบัติที่ดีไว้ได้นาน และง่ายต่อการขนส่ง - ทำให้การคำนวณปริมาณน้ำหนักสารตัวอย่างที่ละลายน้ำได้ดี ถูกต้องสมบูรณ์ เมื่อต้องการทดสอบคุณสมบัติ หรือใช้งาน

References http://www.freezedryinginfo.com/ http://www.gea.ps.com/ http://en.wikipedia.org/wiki/Freeze_drying

ขอบคุณสำหรับการติ-ชม คุณศรีอัมพร หนูกลับ ภาควิชาเภสัชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร ถนนสุขุมวิท 23 เขตวัฒนา กทม. 10110 โทร.ที่ทำงาน 0-2649-5385 , โทร.ภายใน 4803 E-mail : sriampor@swu.ac.th