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技術(shù)文章

蔗糖作為凍干保護(hù)劑有何優(yōu)勢(shì)?

閱讀:3686          發(fā)布時(shí)間:2021-3-18

我們都知道在食品、藥品以及生物體的冷凍干燥和儲(chǔ)藏過(guò)程中,很多因素都會(huì)影響其中活性組分的穩(wěn)定性,甚至?xí)?dǎo)致失活。大多數(shù)的藥品和生物制品,都需要添加合適的冷凍干燥保護(hù)劑和添加劑,配制成混合液后,才能進(jìn)行有效的冷凍干燥和儲(chǔ)藏。而蔗糖正是常用的凍干保護(hù)劑之一。

首先在討論蔗糖作為凍干保護(hù)劑的優(yōu)勢(shì)前,我們先來(lái)說(shuō)明一下,蔗糖為何能做生物制品的凍干保護(hù)劑

為保護(hù)生物制品中蛋白質(zhì)等活性物質(zhì)的質(zhì)量與活性,我們通常在藥品配方中添加糖類保護(hù)劑進(jìn)行凍干。對(duì)于凍干保護(hù)機(jī)制,現(xiàn)今主要有兩種假說(shuō)——玻璃態(tài)假說(shuō)和水替代假說(shuō)。

玻璃態(tài)假說(shuō)

具有粘性的保護(hù)劑包圍在蛋白質(zhì)分子的周?chē)纬梢环N在結(jié)構(gòu)上與玻璃狀冰相似的碳水化合物玻璃體,使大分子物質(zhì)的鏈鍛運(yùn)動(dòng)受阻,阻止蛋白質(zhì)的伸展和沉淀,維持蛋白質(zhì)分子三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,從而起到保護(hù)作用。

水替代假說(shuō)

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在冷凍干燥過(guò)程中失去水分后,保護(hù)劑的羥基能替代蛋白質(zhì)表面的水的羥基,使蛋白質(zhì)表面形成一層假定的水化膜,這樣可保護(hù)氫鍵的聯(lián)結(jié)位置不直接暴露在周?chē)h(huán)境中,防止蛋白質(zhì)因凍干而變性。

以上兩種假說(shuō)的理論基礎(chǔ)都是使藥液實(shí)現(xiàn)部分或全部玻璃化凍結(jié),因此合適的凍干保護(hù)劑需要具備以下四個(gè)特性:玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、吸濕性低、結(jié)晶率低以及不含有還原基。


實(shí)驗(yàn)證明,單糖(如葡萄糖、半乳糖)對(duì)蛋白質(zhì)的凍干過(guò)程不能起到保護(hù)作用,這是因?yàn)閱翁窃趦鼋Y(jié)過(guò)程中只能提供微弱的穩(wěn)定作用,使得蛋白質(zhì)在脫水干燥前就發(fā)生了不可逆變性。

二糖則是非常合適的保護(hù)劑,它既能在冷凍過(guò)程中增加蛋白質(zhì)自由能從而阻止蛋白變性,又能在干燥脫水過(guò)程中取代蛋白質(zhì)與水分子間的氫鍵來(lái)穩(wěn)定蛋白,并且不含還原基不會(huì)使得生物制品發(fā)生蛋白質(zhì)褐變反應(yīng)從而變質(zhì)失活。

糖的保護(hù)作用與蛋白質(zhì)的種類有關(guān),因此適合藥物的保護(hù)劑需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)確定,就目前而言二糖中的蔗糖和海藻糖是研究較多、也是*的有效的生物制品保護(hù)劑。

其中蔗糖是由葡萄糖和果糖通過(guò)異構(gòu)體羥基縮合而形成的非還原性二糖,具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,對(duì)阻止蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變、凍干處理過(guò)程中及貯藏期內(nèi)蛋白質(zhì)多肽鏈的伸展及聚集起著明顯作用,已在蛋白、ji su類藥物的凍干制劑以及病毒疫苗等產(chǎn)品中作為保護(hù)劑得以應(yīng)用。

那么除此之外蔗糖作為生物制品的凍干保護(hù)劑它還有什么優(yōu)勢(shì)呢(??∀?)???

其中不可忽略的一點(diǎn),我相信一定是性價(jià)比高,同樣的糖類與蔗糖相比,海藻糖的玻璃化溫度更高,吸濕性更低,也同樣不屬于還原性糖,具有更好的應(yīng)用前景。但由于海藻糖價(jià)格高,阻礙了其在生物制品工業(yè)生產(chǎn)中的大規(guī)模使用,在同等凍干保護(hù)效果下人們更傾向于選擇性價(jià)比更高的蔗糖。所以性價(jià)比也是蔗糖的巨大優(yōu)勢(shì)之一。并且蔗糖還有著可以起到調(diào)節(jié)滲透壓的作用,在某些產(chǎn)品中蔗糖作為滲透壓調(diào)節(jié)劑的效果要優(yōu)于甘露醇和葡萄糖,因此選擇蔗糖作為生物制品的凍干保護(hù)劑可謂一舉三得。

末尾我們來(lái)總結(jié)一下蔗糖作為凍干保護(hù)劑的優(yōu)勢(shì)吧~
1、性價(jià)比高
2、具有滲透壓調(diào)節(jié)劑的效果
3、低內(nèi)du su
4、非還原性二糖,具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

AVT蔗糖具有低內(nèi)du su高品質(zhì)特點(diǎn),滿足各級(jí)別產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求;
已獲得登記號(hào)(F20200000093 );
DMF號(hào)035209;
助力客戶制劑產(chǎn)品中外申報(bào)(符合各國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)Chp,USP,JP,EP );
 

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