猪瘟耐热冻干保护剂活疫苗

脱脂奶粉、明胶（175、225、325）在冻干过程中 的作用 促进升华

易取得均质产品
加热灭菌

扩大细胞相互间的距离
3. 按保护剂功能和性质分类
（1）耐热冻干保护剂
疫苗在冻结和干燥过程中，防止活性组分发生变
性。如：海藻糖、蔗糖、聚乙烯吡咯酮（PVP）
等
（2）填充剂
防止组分随水蒸气一起升华逸散。如：甘露醇、明
胶等
（3）抗氧化剂

自身氧化，消耗冻干样品内部和环境中的氧
阻断冻干样品中氧化链式反应
抑制氧化酶的活性，防止样品在冷冻干燥及储藏过
程中氧化变质。如硫代硫酸钠 、维生素E、维生素C
（4）酸碱调整剂 将生物制品pH调整到活性物质的最稳定范围进行冷 冻、干燥。如：磷酸二氢钾、磷酸氢二钠
4. 按物质的种类分类
高分子化合物—对微生物保护作用，促进升华形 成耐热骨架阻断热传导和热辐射。如：白蛋白、 明胶、蛋白胨、脱脂奶粉
明胶


Sigma公司：175、225、325
水解明胶：德国、美国 国产明胶（北京、上海）
脱脂奶粉

Difco脱脂奶粉
国产脱脂奶粉
制备酸奶用，无抗生物素 食品用脱脂奶粉 工业用，沉淀剂、絮凝剂

海藻糖
①具有相对较高的玻璃化转变温度。海藻糖—蛋
白质—水微冰晶的形成而提高，有效防止了水
对玻璃化态的增塑作用
②较弱的吸湿性
③内部氢键少，有利于蛋白质分子之间形成氢键
④化学活性非常低

甘露醇
①白色 结晶粉末，无臭、味甜，水中易溶
②无菌滤液稳定，不易被氧化
③提供支持结构
④不与活性组分发生反应
⑤1.4%PVP冻干样品脆断力为142g，有收缩迹象，与 甘露醇联合使用，抗断裂的强度可提高3～25倍， 保证冻干物料的颜色和质地均匀，没有收缩
③能升高成品的塌陷温度，阻止因塌陷而引起的蛋
白质药物的破坏


不同氨基酸对微生物的保护
甘氨酸、谷氨酸钠－病毒、细菌、HVT L－精氨酸－POX、HVT、PPV L-半胱氨酸－ND、IBD、IBV L-组氨酸－MD、IBD、IBV
其它添加剂类 （1）抗氧化剂 （2）缓冲剂 抗氧化剂
– 能在冻干和保存时维持疫苗的稳定性
– 在初次干燥时适宜的温度下疫苗不倒塌
– 低成本易获取 – 易灭菌 – 可溶性 – 外形美观
2. 按相对分子量分类

低分子化合物—提高微生物存活率形成均一悬液。
①酸性物质：谷氨酸、天冬氨酸、乳酸
②中性物质：乳糖、蔗糖、海藻糖、山梨醇 ③碱性物质：精氨酸、组氨酸

叔丁醇在药品水溶液中能起到以下作用： ①可以降低干燥层阻力，从而加速干燥过程，缩短 干燥时间 ②溶解难溶于水的药品
猪瘟耐热冻干保护剂活疫苗
王
栋
研究员
中国兽医药品监察所
一.耐热冻干保护剂基质的分类 二. 耐热冻干保护剂作用机理 三. 耐热保护剂在配制过程中注意事项
四. 耐热保护剂冻干工艺的优化
五.耐热冻干保护剂活疫苗在冻干过程中常见 异常现象的处理
—. 耐热冻干保护剂基质的分类
1. 耐热保护剂特性
– 有免疫活性但无药理活性

山梨醇
① 山梨醇是甘露醇的同分异构体，但其溶解度比
甘露醇大，在常温下黏稠状透明液体，有旋光性；
略有甜味，具有吸湿性，高温下不稳定。在冷冻
干燥配方中，山梨醇用作填充剂
② 与PVPk30合用减少产品裂纹，易碎性

聚合物类
如：聚乙烯毗咯烷酮、葡聚糖、牛血清白蛋白

聚合物类具有以下的性质：
① 聚合物在冻结过程中优先析出
② 具有一定的表面活性
③ 在蛋白质分子之间产生位阻
④ 提高溶液黏度
⑤ 显著提高玻璃化转变温度 ⑥ 抑制小分子赋形剂（如蔗糖）的结晶
⑦ 抑制溶液pH值变化

聚乙烯毗咯烷酮（PVP K30）
① 常被用作澄清剂、色素稳定剂和胶体稳定剂
② PVP对生物材料的低温保存和冷冻干燥，都是很
好的保护剂
③ 它在脱水干燥过程中又是很好的填充剂，对生

精氨酸、组氨酸

甘氨酸是最好的填充剂

氨基酸
① 甘氨酸、谷氨酸或谷氨酸钠
② L-半胱氨酸 ③ L-组氨酸 ④ L-精氨酸 ⑤ 复合氨基酸（199、MEM）

甘氨酸
①低浓度甘氨酸可通过抑制10或100mol/L磷酸缓冲
盐结晶，所致pH值的改变而阻止蛋白质药物变性
②可阻止冻干过程中重组人生长激素的聚集

糖/多元醇类 聚合物类 表面活性剂类

其它添加剂类
糖/多元醇类 ① 单糖：葡萄糖、半乳糖

② 低聚糖：蔗糖、海藻糖 ③ 多元醇：甘露醇 、山梨醇 、丙三醇 功能和作用:

糖与生物制品活性组分的分子形成氢键而代替了 原有水的位置起保护作用

低聚糖：低温保护功能和脱水保护作用 多元醇和糖一样，官能团也是羟基
① 由于蛋白质溶液在冻结过程中，溶液的浓度逐渐
升高。在高浓度时可改变溶液的PH，pH值变化4个单
位导致蛋白质变性，使生物制品失活。
②在冻干保护剂配方中，需添加适量缓冲剂。如：
磷酸二氢钾、磷酸氢二钠

冻干加速剂
冷冻干燥过程耗时长、耗能多，迫切需要对冻干 循环进行优化，降低生产成本。如：叔丁醇 叔丁醇是一种小分子醇，与水完全互溶，具有低 毒性、高蒸气压。

表面活性剂可分为离子型和非离子型。凡是溶于 水时能电离成离子的，称为离子型表面活性剂， 否则，称为非离子型表面活性剂。 在冻干生物制品测定长期储藏中，表面活性剂并 没有保护作用。


氨基酸类保护剂
氨基酸是蛋白质的基本构成单位，其中最主要
的是α -氨基酸。它是由一个氨基（-NH2）、一 个羧基（-COOH）、一个氢原子（-H）和一个R 基团（-R）连接在一个α 碳原子所组成 常用的氨基酸类的保护剂：甘氨酸、谷氨酸、
物制品起到很强的支撑作用
④ 在含有缓冲剂的乳酸脱氢酶配方中，10％的PVP
因能抑制磷酸氢二钠的结晶，从而抑制了系统的
pH降低

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表面活性剂类
降低界面的张力，亲水、亲油基组成的化合物。

表面活性剂在冻结和脱水过程中降低冰-水界面
张力所引起的冻结和脱水变形，又能在复水过程
中对活性组分起到润湿剂和重褶皱剂的作用。

（3）冻干加速剂
①自身氧化，消耗冻干样品内部和环境中的氧，使
冻干样品物料不被氧化
② 给出电子或氢原子，阻断冻干样品中的氧化链
式反应
③ 通过抑制氧化酶的活性而防止冻干样品的氧化
。如：维生素E、维生素C、硫代硫酸钠、硫脲.

缓冲剂
蛋白质具有两性电解质性质，既能和酸又能和碱作 用。在中性环境中，大多数蛋白质是稳定的