冷冻干燥的保护剂和添加剂
兽用疫苗保护剂和佐剂
兽医生物制品常用的保护剂
1．5%蔗糖（乳糖）脱脂乳保护剂
蔗糖（或乳糖） 5g，加脱脂乳至 100ml，充分溶解后，110~116℃高压灭菌 30~40 min。
2．明胶蔗糖保护剂
明胶 2%~3%（g/m1）、蔗糖5%（g/m1）、硫脲 1%~2%（g/m1）。先 将 12%~18%明胶液、 30%蔗糖液和 6%~12%硫脲液加热溶解， 116℃高压 灭菌30~40min；
1. 营养液： • 可修复因冻干而受损的细胞，使冻干制品含有一定量水分；
• 可促进高分子物质形成骨架，使冻干制品呈多孔的海绵状，
增加溶解度 2. 赋形剂： • 防止低分子物质的碳化和氧化，保护活性物质不受加热影响 • 使冻干制品形成多孔性、疏松的海绵状物，增加溶解度 3. 抗氧化剂： • 抑制冻干制品中的酶作用，增加生物活性物质在冻干后贮存
7．脂质分子类佐剂：脂多糖、Vit A和Vit E等脂溶性维生素
8．其他：霍乱毒素（CT）、百日咳毒素（PT）和破伤风类 毒素（TT）等；脂磷壁酸（LTA）；维生素B12等。
氢氧化铝胶 (铝胶）
合成方法:
（1）用铝粉加烧碱合成法
2Al(OH)3+12H2O+3H2SO4→Al2(SO4)3· 18H2O
兽用疫苗冻干保护剂 和佐剂
冻干保护剂（稳定剂）
保护剂：又称稳定剂（stabilizer） ，是指一类能防止生 物活性物质在冷冻真空干燥时受到破坏的物质。（指对疫 苗生产、血清制备等） 保护剂用途（不同用途加不同保护剂, 主要针对活的微生 物或细胞） ① 菌种或毒种保存：常用甘油作保护剂 ② 细胞株保存：常用二甲基亚砜(DMSO) DMSO:二甲基亚砜，一种细胞的保护剂 ③ 疫苗冷冻真空干燥制备时：加脱脂乳（或二甲基亚 砜）和蔗糖等（不同国家有不同配方） ④ 干扰素类生物活性物质的保存：加葡聚糖
蛋白冻干保护剂 PPT
其他机理
• 表面张力减小机理用来解释表面活性剂对蛋白质溶液 冻结过程的保护。
• 限制蛋白质分子扩散的机理认为许多保护剂都能够提 高溶液的黏度，抑制活性分子的扩散。
2.干燥过程中的保护机理
在干燥过程中，蛋白质的水合层被除去，这时，“优先作 用”机理已不再适用。在干燥过程中的保护机理，目前主 要有两大观点：（1）玻璃态假说；（2）水替代假说。
• 另外，冷冻干燥配方的pH值对冻干生物制品长期贮藏的稳 定性也会带来很大影响。酸碱度会影响固体状态下蛋白质 的物理和化学稳定性。例如，冻干的核糖核酸酶（RNase） 在贮藏过程中发生不可逆聚集程度就与蛋白质溶液冷冻干 燥前的pH值有关。
2.缓冲剂的选择
• 有许多缓冲剂能够用于生物制品的冷冻干燥配方中，但是，并 非每一种缓冲剂都能够用于任何溶液，例如，对pH敏感的蛋白 质溶液，就应当避免使用磷酸钠缓冲剂，这是由于在冻结过程 中，Na2HPO4易于优先结晶，使得溶液的pH值降低，最终引起 蛋白质变性。
• 另外，正确选择缓冲剂的浓度也是很重要的。例如， β-牛乳糖 水溶液（2μg/ml）冷冻干燥过程中，因为甘露醇结晶而不能起 到保护作用。当添加浓度为10mM的磷酸盐缓冲液（pH7.4）后， 部分抑制了甘露醇的结晶，并且酶的活性达到95%；而将磷酸 盐缓冲液（pH7.4）的浓度提高到200mM就能够完全抑制甘露 醇结晶。
第五章 冷冻干燥的保护剂和添加剂
添加剂作用机理的几种说法 冷冻干燥配方需要注意的问题
冷冻干燥配方举例
5.6 添加剂作用机理的几种说法 1.冻结过程中低温保护的机理
• 冻结过程的保护也称为低温保护。关于液体状态下保护剂蛋白质 稳定的机理，目前较被接受的是Timasheff的“优先作用”机理。
冻干工艺和常见保护剂成分
冻干工艺和常见保护剂成分嘿，朋友！今天咱们来聊聊冻干工艺和常见的保护剂成分，这可有意思啦！你知道吗，冻干工艺就像是给物品来了一场神奇的“魔法变身”。
想象一下，把新鲜的水果、美味的食物或者珍贵的药品，放进一个特别的“魔法箱”里，然后经过一系列操作，它们就变得又轻又方便保存，而且还能保持原本的精华。
这就像把春天的花朵定格在最美的瞬间，随时都能欣赏到它的美丽。
冻干工艺的过程可不简单哟！首先要把东西进行冷冻，这可不是随便冻冻就行，得掌握好温度和时间，就像炒菜时掌握火候一样重要。
如果温度太低或者时间太长，东西可能就被“冻坏”啦；温度太高或者时间太短，又达不到理想的效果。
这难道不像是在走钢丝，需要小心翼翼地保持平衡吗？冷冻之后呢，就要进行干燥啦。
这就像是把水分这个“小调皮”从物品里赶出去，但是又不能太粗暴，不然物品的“身体”会受不了的。
得用合适的方法，让水分慢慢离开，还不能伤害到物品本身的“结构”。
而在这神奇的冻干过程中，保护剂成分就像是物品的“守护天使”。
比如说甘露醇，它就像是给物品穿上了一层柔软的“防护衣”，让它们在冻干的过程中不会受到伤害。
还有蔗糖，就像是给物品喂了一口“甜蜜的力量”，让它们能更坚强地面对冻干的挑战。
就拿药品来说吧，如果没有这些保护剂成分，那冻干后的药品可能就失去了药效，那不就成了“绣花枕头——中看不中用”了吗？再比如说食品，如果没有保护剂成分，冻干后的口感可能就变得糟糕透顶，谁还愿意吃呢？冻干工艺和常见保护剂成分的结合，那可真是天作之合！它们让我们能享受到方便保存又不失原味的美食，能使用到效果依旧显著的药品。
这难道不是科技给我们生活带来的巨大惊喜吗？所以说，冻干工艺和常见保护剂成分，它们可不是简单的概念，而是实实在在能改变我们生活的好东西！我们得好好了解它们，才能更好地享受它们带来的便利和美好呀！。
保护剂在微生物真空冷冻干燥中的应用_牛晓影
Application of protectants in freeze－ dried microorganism
2， * NIU Xiao－ ying1 ， DENG Li－ li1 ， ZENG Kai－ fang1 ，
( 1.College of Food Science， Southwest University， Chongqing 400715 ， China; boratory of Quality ＆ Safety Ｒisk Assessment for Agro－products on Storage and Preservation( Chongqing) Ministry of Agriculture， Chongqing 400715 ， China) Abstract: The lower viability of freeze－ dried microorganism restricts the development and application of fruits and vegetables biocontrol agents， probiotics and starter cultures in some extent ， but adding the appropriate protectants can compensate such deficiency widely. This paper summarized the application of protectants in lyophilization， and classifies the protectants from different angles， such as chemical structure， source， permeability， protective phase， and selects some common protectants， such as skimmed milk powder， trehalose， sodium glutamate， to illustrate their protective mechanism and applications. Besides， the paper introduced symergistic methods of protectants to show that using only one protectant during freeze － drying can not achieve ideal viability and the synergism of different protectants will make the commercialization of biocontrol agents and starter cultures possible. Key words: freeze－ drying ; protectant; protective mechanism; synergistic methods 中图分类号：TS201.1 文献标识码：A doi：10． 13386 / j． issn1002 － 0306． 2015． 01． 074 文 章 编 号：1002－0306 （ 2015 ） 01－0390－06
04 冷冻干燥保护剂
冻干保护剂一、冻干损伤机理：蛋白质冷冻干燥全过程分为预冻、第一阶段升华干燥和第二阶段再干燥。
预冻过程中水结冰时体积增大，致使活性物质活性部位中一些由弱分子力键连接的键遭到破坏，从而使活性损失；另外，水结冰后引起溶质浓度上升以及由于各种溶质在不同温度条件下溶解度变化不一致而引起pH值的变化，导致活性物质所处的环境发生变化而造成失活或变性。
二、冻干保护作用机理：第一，“水替代假说”：认为由于蛋白质分子中存在大量氢键，结合水通过氢键与蛋白质分子联结。
当蛋白质在冷冻干燥过程中失去水分后，蛋白的主相变温度会升高，发生变性。
但某些糖类属于亲水性物质，形成氢键能力较强，能替代蛋白表面的水的羟基，与蛋白质中的极性基团形成氢键，使得蛋白的主相变温度变化不大，低于操作温度，从而避免了生物活性物质由于发生相变所造成的机械损伤。
能够直接测量到冻干的蛋白质与保护剂蔗糖间的氢键。
第二，“玻璃态假说”：认为在含糖溶液的干燥过程中，糖-水混合物会玻璃化，兼有固体和流体的行为，粘度极高，不容易形成结晶；且分子扩散系数很低，因而具有粘性的保护剂包围在蛋白质分子的周围，形成一种在结构上与玻璃状的冰相似的碳水化合物玻璃体，使大分子物质的链锻运动受阻，阻止蛋白质的伸展和沉淀，维持蛋白质分子三维结构的稳定，从而起到保护作用。
研究表明，单糖、双糖、多羟基化合物以及结构蛋白质、酶都能显示玻璃行为，只是玻璃化转变温度不同而已。
由于某些糖的玻璃化温度较高，在较高的保存温度下，仍能在蛋白质分子附近形成玻璃态。
（大于玻璃化温度就不形成玻璃态了）一般说来，如工作温度低于保护剂的玻璃化温度，高于被保护的活性物质的主相变温度，那么该活性物质就能有效地保持活性。
但在目前，这两种假说还不能完全解释现有的实验现象。
三、冻干保护剂的选择：冻干保护剂需要具备四个特性：玻璃化转变温度高、吸水性差、结晶率低和不含还原基。
常用的保护剂有如下几类物质：1.糖类/多元醇：蔗糖、海藻糖、甘露醇、乳糖、葡萄糖、麦芽糖等；其中，葡萄糖、乳糖具有还原性，而蔗糖、海藻糖、葡聚糖没有还原性。
冷冻干燥的保护剂和添加剂优秀课件
性二糖的存在会使得冻干品发生Maillard反应（蛋白质褐变反应 ），最终导致冻干品发生变质。所以，在食品、药品以及生 物体的冷冻干燥配方中，蔗糖和海藻糖是最常用的两种保护 剂。
（3）在有些生物制品溶液的冻结过程中，溶液的pH值也会发生变化。 如在添加有pH值为7的磷酸盐缓冲液（NaH2PO4和Na2HPO4的摩尔比为 0.72）的蛋白质溶液冻结过程中，由于NaH2PO4的溶解度远远大于 Na2HPO4，当溶液达到三相共晶点时，它们之间的摩尔比为57，最终 导致了pH值的很大改变。蛋白质发生物理聚集和化学变性。
的被称为赋形剂（excipient），至今没有统一的叫法。赋形剂一词来源于
药剂学，原来是指构成药物或抗原的无活性物质辅料 (如阿拉伯胶、 糖浆、淀粉)，特别是指在药物混合物中有大量液体情况下，为 使混合物有较高的粘性，以便制备丸剂或片剂而加入的物质。
而后来，赋形剂的名称被扩大了。根据文献资料统计，“赋形剂”一 词在冷冻干燥配方中用得比较多。
• 大量的实验研究表明，除了一些食品、人血浆、牛奶等少数物料可以 直接冷冻干燥外；大多数的பைடு நூலகம்品和生物制品，都需要添加合适的冷冻 干燥保护剂和添加剂，配制成混合液后，才能进行有效的冷冻干燥和 贮藏。
第三页，共36页
5.1 冻干过程和储藏过程的变性机理 1. 冷冻和干燥过程
在生物制品的冷冻干燥过程中，主要有三种效应会导致生物制品 中活性组分的变性：低温效应、冻结效应和脱水效应。
• 含有两个或两个以上羟基的醇统称为多元醇，又称糖醇（sugar alcohol） 。在生物制品的低温冻结、解冻、冷冻干燥以及保存过程中，使用较多的 是多元醇包括丙三醇（甘油）、山梨醇和甘露醇。由于糖和多元醇的官 能团都是羟基，所以，它们用作低温保护剂和冷冻干燥保护剂时，具有一 定的共性。
冷冻干燥的保护剂及添加剂
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• 脱水效应
（1）水溶液中蛋白质经过充分水合作用后，在蛋白质分子表面附 着一单层水，这就是所说的水合层(hydration shell)。一般来讲， 参与完全水合作用的水含量为0.3-0.35g（水）/g（蛋白质）。 而在冻干蛋白质产品中水的含量一般不超过10%，因此，必定 有一部分结合水在干燥过程中被除去。 （2）结合水的去除很可能破坏蛋白质的天然结构，最终导致蛋白 质变性。这是因为富含结合水的蛋白质在脱水过程中暴露在乏 水环境中，将质子转化为带电羧酸基团，破坏了蛋白质中电荷 平衡，电荷密度的降低可能促进蛋白质分子之间的疏水作用， 从而使蛋白质发生聚集 。
• 低温效应
生物制品中活性组分在降温与复温过程的一定温度范围内会发 生变性。如对卵清蛋白(ovalbumin)的研究发现，在-10℃~-40℃ 之间，其活性显著降低，而继续降温到在-192℃，活性几乎没 有变化。
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• 在食品、药品以及生物体的冷冻干燥和贮藏过程中，很多因素 （例如，化学成分、冻结速率、冻结和脱水应力、玻璃化转变 温度、干燥固体中剩余水分、贮藏环境的温度和湿度等）都会 影响其中活性组分的稳定性甚至会导致失活。 • 大量的实验研究表明，除了一些食品、人血浆、牛奶等少数物 料可以直接冷冻干燥外；大多数的药品和生物制品，都需要添 加合适的冷冻干燥保护剂和添加剂，配制成混合液后，才能进 行有效的冷冻干燥和贮藏。
蛋白冻干保护剂
5.7 冷冻干燥配方需要注意的问题
• 由于生物物料中活性组分各不相同，因而一般均须针 对物料单独配方。为了确保生物制品冷冻干燥后最大 程度地获得活性恢复率，必须充分考虑各种保护剂和 添加剂与生物制品活性组分之间的最大相容性。
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2.缓冲剂的选择
• 有许多缓冲剂能够用于生物制品的冷冻干燥配方中，但是，并 非每一种缓冲剂都能够用于任何溶液，例如，对pH敏感的蛋白 质溶液，就应当避免使用磷酸钠缓冲剂，这是由于在冻结过程 中，Na2HPO4易于优先结晶，使得溶液的pH值降低，最终引起 蛋白质变性。 • 另外，正确选择缓冲剂的浓度也是很重要的。例如， β-牛乳糖 水溶液（2μg/ml）冷冻干燥过程中，因为甘露醇结晶而不能起 到保护作用。当添加浓度为10mM的磷酸盐缓冲液（pH7.4）后， 部分抑制了甘露醇的结晶，并且酶的活性达到95%；而将磷酸 盐缓冲液（pH7.4）的浓度提高到200mM就能够完全抑制甘露 醇结晶。
波 长cm-1 ------天然蛋白质溶液 —含有添加剂的蛋白质溶液 干扰素-γ分别在冷冻干燥固体状态和复水后的频谱图 School of Medical Instrument and Food Engineering
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• 由于添加剂之间的物理作用是相互的，因此保持各添加剂 之间的相对合适含量是很重要的。如果某种添加剂同时能 起到几种功能，如有的糖既能起到低温保护剂的功能，又 能起到冻干保护剂的功能，那么它应当是首选的添加剂。 • 另外，应当尽量避免大量使用缓冲剂或盐类，因为它们有 可能在冻结过程中改变pH值，也有可能降低配方的玻璃化 转变温度。
冻干保护剂大全
冻干保护剂大全简言:博医康一直致力于小试、中试、生产型真空冷冻干燥设备的研发、生产。
在长期服务客户的过程中，发现广大冻干机使用客户对冻干保护剂的机理不了解.针对以上情况，特收集整理冻干保护剂资料供广大用户参考.在冷冻干燥的液品中，除了那些有活性、有生命或有治疗效果的组分之外，统称为冻干保护剂。
它不同于佐剂,佐剂具有治疗效果,而保护剂则无治疗效果。
有些液品能单独地进行冷冻干燥，但也有些液品进行冷冻干燥往往不易成功.为了使某些制品能成功地进行冷冻干燥,改善冻干产品的溶解性和稳定性,或使冻干产品有美观的外形,需要在制品中加入一些附加物质，它们就是保护剂，有时也称保护剂为悬浮介质、填充剂、赋形剂、缓冲剂、基础物等。
保护剂对于冻干制品必须是化学隋性的。
保护剂的作用：⒈细菌和病毒需要在特定的培养介质下生长繁殖，但有些培养介质与细菌和病毒往往难以分离，它们一般能成功地冷冻干燥在这些培养介质中。
例如肉汤、脱脂、蛋白质等。
⒉有些活性物质浓度极小，干物质含量极少.在冷冻干燥时已经干燥的物质会被升华的气流带走。
为了改善浓度，增加干物质含量,使冻干后的产品能较理想的团块。
因此需要加入填充物质,使固体物质的浓度在4～25%之间。
这些填充物或赋形剂是：蔗糖、糖脱脂、蛋白质及水解物、聚维酮、葡聚糖、山梨醇等。
⒊有些活性物质特别脆弱，在冷冻干燥时由于物理或化学原因会受到危害,因此加入一些保护剂或防冻剂，以减少冷冻干燥中的损害。
例如，加入二甲亚砜、甘油、右旋糖苷（葡聚糖）、糖类、聚维酮等.⒋加入某些物质可以提高产品的崩解温度，以得到良好的产品并容易冻干。
它们是甘露醇、甘氨酸、右旋糖苷、木糖醇、聚维酮等。
⒌为了改变冻干液剂的酸碱度，从而改变共熔点以利于冻干，它们是碳酸氢钠、氢氧化钠等。
⒍为了改变产品贮藏的稳定性、提高贮藏温度,增加贮藏时间,它们是：抗氧化剂类如维生素C、维生素E、氨基酸、硫代硫酸钠、硫脲等。
保护剂的范围相当宽广，品种繁多,但找不到十分理想的保护剂。
冻干保护剂的筛选
冻干保护剂的筛选
一、材料、仪器：
2ml装的蛋白原液、1000iu/ml青链霉素、伊利高蛋白脱脂高钙奶粉、蔗糖、高压蒸汽灭菌锅、真空冷冻干燥机
脱脂奶粉配料表：
配料：脱脂牛奶、食品添加剂：大豆磷脂
维生素：维生素A醋酸酯、胆钙化醇、维生素E醋酸酯、抗坏血酸。
二、方法：
表1 冻干剂配方
1、在超净工作台中用三角烧瓶中按表1配方配好保护剂，混匀，包好，放入高压蒸汽灭菌锅中，115℃高压灭菌30分钟；
2、高压后取出，加抗原，即与1000 iu/ml青链霉素按1：1比例混合；
3、分装：摇匀后，与蛋白原液按1：1的比例按分装于高压过的玻璃瓶中；
4、预冻：将分装好的玻璃瓶放于-70℃冰箱预冻2h；
5、冻干：预冻完成后，将瓶盖拔开一些，将青霉素瓶转移到预冷过的冷冻干燥机内进行冻干；
6、冻干进行中，注意观察样品冻干的状态和结构，如形成乳白色疏松多孔的海绵状物质即可取出，放于-20℃保存备用；
7、观察各瓶的形态、外观，进行效价的测定。
8、活性测定，包括CEF成纤维细胞的培养，接种VSV病毒，以及结果的判定。
鸡传染性法氏囊病病毒X-28弱毒株的致病性试验。
冷冻干燥的保护剂和添加剂解读
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5.1 冻干过程和储藏过程的变性机理 1. 冷冻和干燥过程
在生物制品的冷冻干燥过程中，主要有三种效应会导致生物制 品中活性组分的变性：低温效应、冻结效应和脱水效应。
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第五章 冷冻干燥的保护剂和添加剂
冻干过程和储藏过程的变性机理 冷冻干燥保护添加剂的分类 糖/多元醇类保护剂 聚合物类保护剂 表面活性剂类、氨基酸类的保护剂
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• 如前所述，生物制品的冷冻干燥过程是一个多步骤过 程，会产生低温、冻结和脱水等多种效应；即使成功 完成冷冻干燥过程后，在长期保存过程中也很难保证 冻干生物制品活性组分的稳定性。为了防止生物制品 在冷冻干燥和贮藏过程中活性组分的变性，研究者们 研究和探索了大量有效的保护添加剂。
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• 冻结效应（包括离子浓度的增加、冰晶的形成与生长、pH值变化 以及相分离等 ）
（1）在生物制品的冻结过程中，不断结晶会导致溶液的浓度快速 升高。小分子糖在最大冻结浓缩基质中的计算浓度高达80%。当 溶液浓度发生变化时，离子浓度增加，促进了化学反应。
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5.1 冻干过程和储藏过程的变性机理 1. 冷冻和干燥过程
在生物制品的冷冻干燥过程中，主要有三种效应会导致生物制 品中活性组分的变性：低温效应、冻结效应和脱水效应。
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• 在食品、药品以及生物体的冷冻干燥和贮藏过程中，很多因素 （例如，化学成分、冻结速率、冻结和脱水应力、玻璃化转变 温度、干燥固体中剩余水分、贮藏环境的温度和湿度等）都会 影响其中活性组分的稳定性甚至会导致失活。 • 大量的实验研究表明，除了一些食品、人血浆、牛奶等少数物 除了一些食品、人血浆、 除了一些食品 料可以直接冷冻干燥外；大多数的药品和生物制品，都需要添 料可以直接冷冻干燥外；大多数的药品和生物制品， 加合适的冷冻干燥保护剂和添加剂， 加合适的冷冻干燥保护剂和添加剂，配制成混合液后，才能进 行有效的冷冻干燥和贮藏。
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2. 储藏过程
• 蛋白质凝聚：是冻干生物制品活性组分在贮藏过程中发生变 蛋白质凝聚： 性的主要因素之一。导致蛋白质凝集可能是物理（非共价） 相互作用，也可能是蛋白质发生化学凝集（共价）。 • 脱酰胺作用：也是蛋白质发生变性的主要途径之一。天冬酰 脱酰胺作用： 胺（Asn）和谷氨酰胺（Gln）是蛋白质中易于发生脱酰胺作 用的两种氨基酸。 • 非酶褐变：也称作Maillard反应。它使得还原性糖（如葡萄糖） 非酶褐变： 与蛋白质中的赖氨酸（lysine）和精氨酸（arginine）形成碳水 络合物。 • 氧化反应：蛋白质中蛋氨酸Met，胱氨酸Cys，组氨酸His，色 氧化反应： 氨酸Trp和酪氨酸Tyr残基的侧链是发生氧化反应的可能位置。 • 水解作用 虽然冻干的蛋白质中含有极少量的水分，但在贮藏 水解作用: 过程中仍然会发生水解作用。
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2. 储藏过程
• 蛋白质凝聚：是冻干生物制品活性组分在贮藏过程中发生变 性的主要因素之一。导致蛋白质凝集可能是物理（非共价） 相互作用，也可能是蛋白质发生化学凝集（共价）。 • 脱酰胺作用：也是蛋白质发生变性的主要途径之一。天冬酰 胺（Asn）和谷氨酰胺（Gln）是蛋白质中易于发生脱酰胺作 用的两种氨基酸。 • 非酶褐变：也称作Maillard反应。它使得还原性糖（如葡萄糖） 与蛋白质中的赖氨酸（lysine）和精氨酸（arginine）形成碳水 络合物。 • 氧化反应：蛋白质中蛋氨酸Met，胱氨酸Cys，组氨酸His，色 氨酸Trp和酪氨酸Tyr残基的侧链是发生氧化反应的可能位臵。 • 水解作用: 虽然冻干的蛋白质中含有极少量的水分，但在贮藏 过程中仍然会发生水解作用。
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• 如前所述，生物制品的冷冻干燥过程是一个多步骤过 程，会产生低温、冻结和脱水等多种效应；即使成功 完成冷冻干燥过程后，在长期保存过程中也很难保证 冻干生物制品活性组分的稳定性。为了防止生物制品 在冷冻干燥和贮藏过程中活性组分的变性，研究者们 研究和探索了大量有效的保护添加剂。
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5.3 糖/多元醇类保护剂 1. 糖和多元醇的定义
冻干保护剂
保护剂一般为葡萄糖、甘露醇。
是为了保证冻干过程的顺利进行和调节渗透压的，增溶剂一般是根据你的具体药物去选择，这些都是在冻干前溶液中添加的，一般加泊洛沙姆之类的，以前做过一冻干粉加的是葡甲胺冻干保护剂有很多，包括蔗糖，乳糖，甘露醇等，一般的用量都在5%，我做过比较，貌似还是甘露醇的保护效果好，当然你也可以几个冻干保护剂连用。
引言由于冻干药品呈多孔状、能长时间稳定贮存、并易重新复水而恢复活性，因此冷冻干燥技术广泛应用于制备固体蛋白质药物、口服速溶药物及药物包埋剂脂质体等药品。
从国家药品监督管理局数据库得知，目前国内已有注射用重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、注射用重组人干扰素α2b、冻干鼠表皮生长因子、外用冻干重组人表皮生长因子、注射用重组链激酶、注射用重组人白介素-2、注射用重组人生长激素、注射用A群链球菌、注射用重组人干扰素α2b、冻干人凝血因子VⅢ、冻干人纤维蛋白原、间苯三酚口服冻干片等冻干药品获准上市。
截止2000年2月，美国FDA已批准的生物技术药共计76个。
冷冻干燥技术最早于1813年由英国人Wollaston发明。
1909年Shsckell试验用该方法对抗毒素、菌种、狂犬病毒及其它生物制品进行冻干保存，取得了较好效果。
在第二次世界大战中，对血液制品的大量需求大大刺激了冷冻干燥技术的发展，从此该技术进入了工业应用阶段。
此后，制冷和真空设备的飞速发展为快速发展冷冻干燥技术提供了强有力的物质条件。
进入上个世纪的***十年代，科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力，在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
但药品冷冻干燥技术是一门边缘学科，需要生物学、药学、制冷、真空和控制等知识的交叉和综合，因此仍存在亟待解决的问题。
2 药品冷冻干燥原理及特点药品冷冻干燥是指把药品溶液在低温下冻结，然后在真空条件下升华干燥，除去冰晶，待升华结束后再进行解吸干燥，除去部分结合水的干燥方法。
冻干技术概要
纯水的三相图
冻干通常以水为溶剂，其所处状态与 温度和压力有关。 降低压力，冰点变化不大，但沸点却 会大大降低。 当压力降到某一值时，沸点与冰点重 合，固态冰就可以不经液态而直接转 化为气态。这时的压力称为三相点压 力，相应的温度为三相点温度。
物料中的水分
机械结合水：包括表面湿润水分、孔隙中的水分和毛细管中水分等。 这类水分与物料的组织结合强度较弱，完全满足纯水升华的条件。 物化结合水：包括吸附、渗透在物料的细胞或纤维皮壁及生物胶体纤 维毛细管中的结合水。它们与物料的结合强度较大，一般蒸发可除掉 一部分，但升华则较难达到干燥要求。 化学结合水：指结晶形态的水，如葡萄糖钙（C6HO6Ca（OH）2·H2O）、 石膏（CaSO4·2H2O）等，这种结合形态的水不能用冻干法去除。
1.产品的品种 2.冻干溶液的分装厚度 3.升华时的温度 4.瓶口阻力 5.冻干机本身的性能
解析干燥
解析干燥是在一次干燥结束后，还残存一部分吸附水和结合水，这 些水分是未被冻结的，在一次干燥中不能被除去。 升华完成后，温度继续升高至0℃或者室温，并保持一段时间，可使 已经升华的水蒸气或残留的水分被抽尽，二次干燥后，产品内残余 水分的含量视产品种类和要求而定，一般在1%-3%之间。
冻干产品在升华干燥阶段，已干层产品结构应该是疏松多孔的，以便冻结层升华 出来的水蒸气顺利通过，使全部产品都能干燥。但有时当温度上升到一定数值时， 已干层构成的“骨架”刚性会降低而出现类似“塌陷”的现象，导致堵塞了冻结 层水蒸气升华逸出的通路，这个临界温度叫做崩解温度。
崩解温度
决定升华时间长短的因素
• 生物制品中活性组分在降温 与复温过程的一定温度范围 内会发生变性。
冻结效应
• 离子浓度的增加：不断结晶 导致溶液浓度快速升高。
冻干保护剂
我做的纳米粒，因为冻干后不易溶解，故想加入保护剂而增加溶解性。
查文献一般为乳糖、葡萄糖。
请问保护剂的怎么加入到纳米粒中，直接加入到纳米粒混悬液？加入保护剂，是在冻干之前加入的，在冻干过程中起保护作业的。
后加的可能没效果保护剂一般为葡萄糖、甘露醇。
是为了保证冻干过程的顺利进行和调节渗透压的，增溶剂一般是根据你的具体药物去选择，这些都是在冻干前溶液中添加的，一般加泊洛沙姆之类的，我以前做过一冻干粉加的是葡甲胺冻干保护剂有很多，包括蔗糖，乳糖，甘露醇等，一般的用量都在5%，我做过比较，貌似还是甘露醇的保护效果好，当然你也可以几个冻干保护剂连用。
我现在也在做纳米粒子，冻干之后也不好溶解，想请教一下冻干之前有没有把纳米粒子混悬液中的表面活性剂除掉，再分散不好会不会跟表面活性剂没除去有关。
谢谢！溶解不好就加乳糖或者蔗糖引言由于冻干药品呈多孔状、能长时间稳定贮存、并易重新复水而恢复活性，因此冷冻干燥技术广泛应用于制备固体蛋白质药物、口服速溶药物及药物包埋剂脂质体等药品。
从国家药品监督管理局数据库得知，目前国内已有注射用重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、注射用重组人干扰素α2b、冻干鼠表皮生长因子、外用冻干重组人表皮生长因子、注射用重组链激酶、注射用重组人白介素-2、注射用重组人生长激素、注射用A群链球菌、注射用重组人干扰素α2b、冻干人凝血因子VⅢ、冻干人纤维蛋白原、间苯三酚口服冻干片等冻干药品获准上市。
截止2000年2月，美国FDA已批准的生物技术药共计76个。
冷冻干燥技术最早于1813年由英国人Wollaston发明。
1909年Shsckell试验用该方法对抗毒素、菌种、狂犬病毒及其它生物制品进行冻干保存，取得了较好效果。
在第二次世界大战中，对血液制品的大量需求大大刺激了冷冻干燥技术的发展，从此该技术进入了工业应用阶段。
此后，制冷和真空设备的飞速发展为快速发展冷冻干燥技术提供了强有力的物质条件。
进入上个世纪的***十年代，科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力，在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
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2. 储藏过程
• 蛋白质凝聚：是冻干生物制品活性组分在贮藏过程中发生变 性的主要因素之一。导致蛋白质凝集可能是物理（非共价） 相互作用，也可能是蛋白质发生化学凝集（共价）。 • 脱酰胺作用：也是蛋白质发生变性的主要途径之一。天冬酰 胺（Asn）和谷氨酰胺（Gln）是蛋白质中易于发生脱酰胺作 用的两种氨基酸。 • 非酶褐变：也称作Maillard反应。它使得还原性糖（如葡萄糖） 与蛋白质中的赖氨酸（lysine）和精氨酸（arginine）形成碳水 络合物。 • 氧化反应：蛋白质中蛋氨酸Met，胱氨酸Cys，组氨酸His，色 氨酸Trp和酪氨酸Tyr残基的侧链是发生氧化反应的可能位置。 • 水解作用: 虽然冻干的蛋白质中含有极少量的水分，但在贮藏 过程中仍然会发生水解作用。
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• 脱水效应
（1）水溶液中蛋白质经过充分水合作用后，在蛋白质分子表面附 着一单层水，这就是所说的水合层(hydration shell)。一般来讲， 参与完全水合作用的水含量为0.3-0.35g（水）/g（蛋白质）。 而在冻干蛋白质产品中水的含量一般不超过10%，因此，必定 有一部分结合水在干燥过程中被除去。 （2）结合水的去除很可能破坏蛋白质的天然结构，最终导致蛋白 质变性。这是因为富含结合水的蛋白质在脱水过程中暴露在乏 水环境中，将质子转化为带电羧酸基团，破坏了蛋白质中电荷 平衡，电荷密度的降低可能促进蛋白质分子之间的疏水作用， 从而使蛋白质发生聚集 。
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5.1 冻干过程和储藏过程的变性机理 1. 冷冻和干燥过程
在生物制品的冷冻干燥过程中，主要有三种效应会导致生物制 品中活性组分的变性：低温效应、冻结效应和脱水效应。
（2）在生物制品溶液在冻结过程中也会产生大量的冰-水界面。 其中活性组分分子，如蛋白质，可能会被吸附到界面上，从而可 能破坏蛋白质的天然褶皱结构，最终导致蛋白质变性。 （3）在有些生物制品溶液的冻结过程中，溶液的pH值也会发生 变化。如在添加有pH值为7的磷酸盐缓冲液（NaH2PO4和 Na2HPO4的摩尔比为0.72）的蛋白质溶液冻结过程中，由于 NaH2PO4的溶解度远远大于Na2HPO4，当溶液达到三相共晶点时， 它们之间的摩尔比为57，最终导致了pH值的很大改变。蛋白质 发生物理聚集和化学变性。
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5.2 冷冻干燥保护添加剂的分类
按分子量分类
• 低分子量化合物：又可以分为酸性物质、中性物质和碱性物质。 酸性物质主要为谷氨酸、天冬氨酸、苹果氨酸、乳酸等；中性 物质主要为葡萄糖、肌醇、乳糖、蔗糖、棉籽糖、海藻糖、山 梨醇D、L-苏氨酸、肌醇、木糖醇等；碱性物质主要为精氨酸 和组氨酸等。 • 高分子化合物：主要如白蛋白、明胶、蛋白胨、可溶性淀粉、 糊精、肉汁、果胶、阿拉伯胶、羟甲基纤维素、藻类等以及天 然混合物如脱脂牛奶、血清等。 • 一般认为，低分子化合物在冻干过程中直接发挥作用；而高分 子化合物则是促进低分子化合物的保护作用。因此，制备保护 剂配方时，一般多将低、高分子化合物配合使用。
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• 如前所述，生物制品的冷冻干燥过程是一个多步骤过 程，会产生低温、冻结和脱水等多种效应；即使成功 完成冷冻干燥过程后，在长期保存过程中也很难保证 冻干生物制品活性组分的稳定性。为了防止生物制品 在冷冻干燥和贮藏过程中活性组分的变性，研究者们 研究和探索了大量有效的保护添加剂。
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• 冻结效应（包括离子浓度的增加、冰晶的形成与生长、pH值变化 以及相分离等 ）
（1）在生物制品的冻结过程中，不断结晶会导致溶液的浓度快速 升高。小分子糖在最大冻结浓缩基质中的计算浓度高达80%。当 溶液浓度发生变化时，离子浓度增加，促进了化学反应。
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• 在食品、药品以及生物体的冷冻干燥和贮藏过程中，很多因素 （例如，化学成分、冻结速率、冻结和脱水应力、玻璃化转变 温度、干燥固体中剩余水分、贮藏环境的温度和湿度等）都会 影响其中活性组分的稳定性甚至会导致失活。 • 大量的实验研究表明，除了一些食品、人血浆、牛奶等少数物 料可以直接冷冻干燥外；大多数的药品和生物制品，都需要添 加合适的冷冻干燥保护剂和添加剂，配制成混合液后，才能进 行有效的冷冻干燥和贮藏。
• 低温效应
生物制品中活性组分在降温与复温过程的一定温度范围内会发 生变性。如对卵清蛋白(ovalbumin)的研究发现，在-10℃~-40℃ 之间，其活性显著降低，而继续降温到在-192℃，活性几乎没 有变化。
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