耐热冻干保护剂活疫苗生产工艺
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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
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。
白质药物的破坏
21
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
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其它添加剂类 （1）抗氧化剂 （2）缓冲剂 （3）冻干加速剂
➢ 抗氧化剂
①自身氧化，消耗冻干样品内部和环境中的氧，使
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
13
➢ 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
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
变质。如：维生素E、维生素C、硫代硫酸钠、硫脲
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➢ 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 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
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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 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
4
明胶 ➢ Sigma公司：175、225、325 ➢ 水解明胶：德国、美国 ➢ 国产明胶（北京、上海）
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
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4. 按物质的种类分类 糖/多元醇类 聚合物类 表面活性剂类 其它添加剂类
10
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
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
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（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
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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、 精氨酸、组氨酸 ➢ 甘氨酸是最好的填充剂
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➢ 氨基酸
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
11
➢ 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
12
➢ 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
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）
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➢ 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 ③能升高成品的塌陷温度，阻止因塌陷而引起的蛋
➢ 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。
➢ 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。
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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
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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
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3. 按保护剂功能和性质分类 （1）耐热冻干保护剂
耐热冻干保百度文库剂活疫苗生产工艺 技术要点
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一.耐热冻干保护剂的分类 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.耐热冻干保护剂活疫苗冻干工艺的优化 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
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一. 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 – 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
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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
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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
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➢ 聚乙烯毗咯烷酮（PVP K30）
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
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。
白质药物的破坏
21
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
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其它添加剂类 （1）抗氧化剂 （2）缓冲剂 （3）冻干加速剂
➢ 抗氧化剂
①自身氧化，消耗冻干样品内部和环境中的氧，使
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
13
➢ 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
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
变质。如：维生素E、维生素C、硫代硫酸钠、硫脲
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➢ 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 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
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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 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
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明胶 ➢ Sigma公司：175、225、325 ➢ 水解明胶：德国、美国 ➢ 国产明胶（北京、上海）
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
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4. 按物质的种类分类 糖/多元醇类 聚合物类 表面活性剂类 其它添加剂类
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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
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
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（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
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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、 精氨酸、组氨酸 ➢ 甘氨酸是最好的填充剂
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➢ 氨基酸
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
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➢ 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
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➢ 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
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）
20
➢ 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 ③能升高成品的塌陷温度，阻止因塌陷而引起的蛋
➢ 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。
➢ 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。
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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
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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
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3. 按保护剂功能和性质分类 （1）耐热冻干保护剂
耐热冻干保百度文库剂活疫苗生产工艺 技术要点
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一.耐热冻干保护剂的分类 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.耐热冻干保护剂活疫苗冻干工艺的优化 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
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一. 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 – 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
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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
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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
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➢ 聚乙烯毗咯烷酮（PVP K30）