兽用疫苗耐热保护剂的种类及作用机理
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苗 ，而 且 生 产 出 了基 因工 程 疫 苗 ，为 畜 牧 业 的发 １２ 按浓度 与升华速 度关 系分类 ．
展作 出了巨大贡献 。我 国动物 疫苗的发展面 临着 新的挑战 。 目前 ，动物疫苗 中，活 的冻干 疫苗 占 相 当大 的 比例 ， 国 内 常 用 的保 护 剂 主 要 为 牛 奶 、 蔗糖 、明胶等 ，虽然其 外 型稳定 、易溶 性 良好 、 成 本 低 廉 、保 存 方 便 ，但 其 热 稳 定 性 和保 护 功 能 差 ，而 且 产 品 对 冷 链 的 要 求 高 。２ ８℃条 件 下 ， ～ 保存期只有 ３ ６ 月，大 多需要 在一 ５℃以下保 ～个 １ 存 ，这给疫苗 的储存和运输带来很大 的困难【 ” 。 发达 国家在 ２ ０世 纪 ８ 代 就 已开 始 进 行 耐 ０年 热保护剂的研究 ，而且保护剂 的研 究和应 用属于 专利资料 ，各 国都处于保密状态 。我 国在 耐热保 护剂方 面的研究虽起步较晚 ，但现在取得 了一定 的 成 果 ，如 王 栋 等 ［已经 研 制 出 一 种 耐 热 冻 干 保 ２ １ 护剂 ，用 此保 护 剂 的疫 苗在 ２ ８℃条 件下 保 存 ～ ２ ４个 月 后 ，病 毒 滴 度 无 明显 下 降 。 虽 然 耐 热 保 护 剂 的研 究 取 得 了一 定 成 果 ，但 仍 未 全 面 推 广 应 用 。 随着 我 国 畜 牧 业 的 快 速 发 展 ，我 国动 物 及 动 物产 品进 出 口地 贸 易 的不 断 扩 大 ，加 快 新 型 有 效 的耐热保护 剂 的研究和应用 ，提 高动物疫 苗 的质 量 ，切实做好动物疫病防控工作 ，迫在眉睫 。
一
２ 耐 热 保 护 剂 的作 用 机 理
目前被广 为接受 的液 体状 态下蛋 白质稳定 的
机 理 之 一 是 优 先 作 用 原理 ， பைடு நூலகம்蛋 白质 优 先 与水 或 水 溶 液 中的 保 护 剂 作 用 ，保 护 剂 存 在 时 ，细 胞 膜 蛋 白优 先 与 水 作 用 （ 先 水 合） 优 ，而 保 护 剂 优 先 被
饲料兽药
兽 用 疫 苗 耐 热 保 护 剂 的 种 类 及 作 用机 理
李 永洲 ，戴 波涛 ，赵 （ 宁省 重 大动物疫 病应 急 中心 ，辽 宁 辽
中图 分类 号 ￥５ ８９ 文 献 标 识码 Ａ
刚 沈 阳 １ ０ ６ ） １１１
文 章编 号 １７ — ６ ２２ １）４ ０ ４ — ２ ６ ２ ９ ９ （０ ０ － ０ ３ ０ １
２ 世 纪 是 动 物 疫 苗 飞 速 发 展 的世 纪 ，不 仅 研 物 可 促 进 低 分 子化 合 物 的 保 护 作 用 。一 般 制 备 保 ｌ
究 出 了 大 量 细 菌 和 病 毒 的 灭 活 疫 苗 以及 弱 毒 疫 护 剂 时 ，多 将 低 、 高 分 子 化合 物 配 合 使 用 。
１ 耐热保护剂的种类
１ １ 按分子 量分类 按 分子量 大小 可分 为低 分 ． 子量和 高分 子量化合物 以及天然混合物 。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 一 氨 酸 、肌 醇 、 木 糖 醇 等 ；碱 性 物 质 主 要 为 Ｌ苏 精 氨酸 和 组氨 酸 等 。高分 子 化合 物 主要 为 白蛋 白、黏 性 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 。天然混合物如脱脂 牛奶、血清 等 。低分 子 化合物在冻干过程 中直接 发挥作用 ，高分子化合
［ 收稿 日期 ］ ０ 卜０ — ５ ２ １ ２ ２
排 斥在 蛋 白质 区域外 （ 优先 排斥） ，在这种 情况 下 ，膜 蛋 白表 面 比其 内部 有 较 多 的水 分 子 和 较 少 的保 护剂分子 。但是 ，优先作用机理不能完全解 释用 聚合物或蛋 白质 自身在高浓度 时保护蛋 白质 的现 象 ，在 冻干 过 程 中 ， 由于 蛋 白质 的水 合 层 被 除 去 ，优 先 作用 机 理 不 再 适 用 。对 于 保 护 机 理 仍 在 探 索 阶 段 ， 目前 主 要 有 两种 假 说 。 ２ １ 水 替代 说 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 ，保 护 剂 的
根 据升 华速 度分为 两类 ，一类浓度增加 时升华速度降低 ；另 类 则 不存 在 这 种现 象 。将 上述 两种 保 护剂 结 合 ，则 可 以增 加 升 华速 度 。 １３ 按 功能和 性质分类 可分 为填 充剂 、防冻 ． 剂 、抗 氧 化 剂 、酸 碱 调 整 剂 、缓 冲 剂 、羟 基 中和 剂 。填充剂 能防止有效物质 随水蒸气一起 升华飞 散并使之成形 ，如甘露 醇、乳糖 、明胶 等；防冻 剂 能 防 止 和 减 少 冷 冻 过 程 结 晶 水 的 形 成 ， 如 甘 油、二 甲亚砜 、蔗糖 、聚 乙烯吡咯烷酮等 ；抗氧 化 剂 能 防 止 保 存 过 程 中 的 氧 化 反 应 ， 如 维 生 素 Ｄ 、维生 素 Ｅ 、蛋 白质水 解 物 、硫代 硫 酸 钠 等 ； 酸碱调整剂 能将 ｐ Ｈ值调整 到活性物 质 的最稳 定 区 域 ，如 磷 酸 、 山梨 醇 、Ｅ Ｔ 乙二 胺 四醋 酸 二 Ｄ Ａ（ 钠） 、氨基 酸 等 ；其 他物 质如 葡 聚糖 、脱 脂 乳 、 谷氨酸钠 、硫脲 、碘化钾等 。 １４ 其 他类 型 吐温 ８ 、普 朗尼 克 、布 里杰 、 ． ０ 十二烷基磺酸钠及抗坏血酸等一些表面活性剂或 还 原 剂 对 冷 冻 及 干 燥 过 程 中 的 蛋 白质 有 一 定 的 保 护 作 用［］ ８。 － ９
展作 出了巨大贡献 。我 国动物 疫苗的发展面 临着 新的挑战 。 目前 ，动物疫苗 中，活 的冻干 疫苗 占 相 当大 的 比例 ， 国 内 常 用 的保 护 剂 主 要 为 牛 奶 、 蔗糖 、明胶等 ，虽然其 外 型稳定 、易溶 性 良好 、 成 本 低 廉 、保 存 方 便 ，但 其 热 稳 定 性 和保 护 功 能 差 ，而 且 产 品 对 冷 链 的 要 求 高 。２ ８℃条 件 下 ， ～ 保存期只有 ３ ６ 月，大 多需要 在一 ５℃以下保 ～个 １ 存 ，这给疫苗 的储存和运输带来很大 的困难【 ” 。 发达 国家在 ２ ０世 纪 ８ 代 就 已开 始 进 行 耐 ０年 热保护剂的研究 ，而且保护剂 的研 究和应 用属于 专利资料 ，各 国都处于保密状态 。我 国在 耐热保 护剂方 面的研究虽起步较晚 ，但现在取得 了一定 的 成 果 ，如 王 栋 等 ［已经 研 制 出 一 种 耐 热 冻 干 保 ２ １ 护剂 ，用 此保 护 剂 的疫 苗在 ２ ８℃条 件下 保 存 ～ ２ ４个 月 后 ，病 毒 滴 度 无 明显 下 降 。 虽 然 耐 热 保 护 剂 的研 究 取 得 了一 定 成 果 ，但 仍 未 全 面 推 广 应 用 。 随着 我 国 畜 牧 业 的 快 速 发 展 ，我 国动 物 及 动 物产 品进 出 口地 贸 易 的不 断 扩 大 ，加 快 新 型 有 效 的耐热保护 剂 的研究和应用 ，提 高动物疫 苗 的质 量 ，切实做好动物疫病防控工作 ，迫在眉睫 。
一
２ 耐 热 保 护 剂 的作 用 机 理
目前被广 为接受 的液 体状 态下蛋 白质稳定 的
机 理 之 一 是 优 先 作 用 原理 ， பைடு நூலகம்蛋 白质 优 先 与水 或 水 溶 液 中的 保 护 剂 作 用 ，保 护 剂 存 在 时 ，细 胞 膜 蛋 白优 先 与 水 作 用 （ 先 水 合） 优 ，而 保 护 剂 优 先 被
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兽 用 疫 苗 耐 热 保 护 剂 的 种 类 及 作 用机 理
李 永洲 ，戴 波涛 ，赵 （ 宁省 重 大动物疫 病应 急 中心 ，辽 宁 辽
中图 分类 号 ￥５ ８９ 文 献 标 识码 Ａ
刚 沈 阳 １ ０ ６ ） １１１
文 章编 号 １７ — ６ ２２ １）４ ０ ４ — ２ ６ ２ ９ ９ （０ ０ － ０ ３ ０ １
２ 世 纪 是 动 物 疫 苗 飞 速 发 展 的世 纪 ，不 仅 研 物 可 促 进 低 分 子化 合 物 的 保 护 作 用 。一 般 制 备 保 ｌ
究 出 了 大 量 细 菌 和 病 毒 的 灭 活 疫 苗 以及 弱 毒 疫 护 剂 时 ，多 将 低 、 高 分 子 化合 物 配 合 使 用 。
１ 耐热保护剂的种类
１ １ 按分子 量分类 按 分子量 大小 可分 为低 分 ． 子量和 高分 子量化合物 以及天然混合物 。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 一 氨 酸 、肌 醇 、 木 糖 醇 等 ；碱 性 物 质 主 要 为 Ｌ苏 精 氨酸 和 组氨 酸 等 。高分 子 化合 物 主要 为 白蛋 白、黏 性 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 。天然混合物如脱脂 牛奶、血清 等 。低分 子 化合物在冻干过程 中直接 发挥作用 ，高分子化合
［ 收稿 日期 ］ ０ 卜０ — ５ ２ １ ２ ２
排 斥在 蛋 白质 区域外 （ 优先 排斥） ，在这种 情况 下 ，膜 蛋 白表 面 比其 内部 有 较 多 的水 分 子 和 较 少 的保 护剂分子 。但是 ，优先作用机理不能完全解 释用 聚合物或蛋 白质 自身在高浓度 时保护蛋 白质 的现 象 ，在 冻干 过 程 中 ， 由于 蛋 白质 的水 合 层 被 除 去 ，优 先 作用 机 理 不 再 适 用 。对 于 保 护 机 理 仍 在 探 索 阶 段 ， 目前 主 要 有 两种 假 说 。 ２ １ 水 替代 说 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 ，保 护 剂 的
根 据升 华速 度分为 两类 ，一类浓度增加 时升华速度降低 ；另 类 则 不存 在 这 种现 象 。将 上述 两种 保 护剂 结 合 ，则 可 以增 加 升 华速 度 。 １３ 按 功能和 性质分类 可分 为填 充剂 、防冻 ． 剂 、抗 氧 化 剂 、酸 碱 调 整 剂 、缓 冲 剂 、羟 基 中和 剂 。填充剂 能防止有效物质 随水蒸气一起 升华飞 散并使之成形 ，如甘露 醇、乳糖 、明胶 等；防冻 剂 能 防 止 和 减 少 冷 冻 过 程 结 晶 水 的 形 成 ， 如 甘 油、二 甲亚砜 、蔗糖 、聚 乙烯吡咯烷酮等 ；抗氧 化 剂 能 防 止 保 存 过 程 中 的 氧 化 反 应 ， 如 维 生 素 Ｄ 、维生 素 Ｅ 、蛋 白质水 解 物 、硫代 硫 酸 钠 等 ； 酸碱调整剂 能将 ｐ Ｈ值调整 到活性物 质 的最稳 定 区 域 ，如 磷 酸 、 山梨 醇 、Ｅ Ｔ 乙二 胺 四醋 酸 二 Ｄ Ａ（ 钠） 、氨基 酸 等 ；其 他物 质如 葡 聚糖 、脱 脂 乳 、 谷氨酸钠 、硫脲 、碘化钾等 。 １４ 其 他类 型 吐温 ８ 、普 朗尼 克 、布 里杰 、 ． ０ 十二烷基磺酸钠及抗坏血酸等一些表面活性剂或 还 原 剂 对 冷 冻 及 干 燥 过 程 中 的 蛋 白质 有 一 定 的 保 护 作 用［］ ８。 － ９