冷冻干燥是将需要干燥的药液预先冷冻成固体的干燥方法。并在低温低压条件下直接升华以除去冷冻状态的水，而不需要经过液态。由于整个操作过程处于低温状态，因此该方法特别适用于热敏性蛋白药物制剂的制备。冻干后的蛋白药物呈松散状，不仅有利于保存，而且有利于蛋白药物复溶后的复性。

显然，冻干技术为理化性质不稳定的蛋白质药物的制备提供了有效的方法。然而，冻干过程是一个复杂的相变过程。药物在冷冻、冻融、干燥、储存过程中引起蛋白质变性的因素有很多。因此往往需要使用一些?；ぜ晾次榷ùΨ街械牡鞍字?。冷冻?；ぜ林掷喾倍?，作用机制也复杂。本文将对蛋白质冻干产品的?；ぜ两凶凼?。

在冻干制品的整个生产过程中，存在着多种应力，包括低温应力、冷冻应力、干燥应力等。这些应激往往是直接或间接导致蛋白药物不稳定的因素。根据抗应激?；ぜ恋牟煌?，蛋白质?；ぜ脸醪椒治涠潮；ぜ梁投掣杀；ぜ?。优秀的蛋白质?；ぜ敛唤隹梢栽谡龆掣晒讨斜；さ鞍字室┪?，而且可以抑制蛋白质药物在成品储存期间的变性。由于蛋白质药物在储存过程中的变性速率往往大于冷冻干燥过程中的变性速率，大多数在溶液中有效的蛋白质冷冻?；ぜ炼愿稍锏鞍字拭挥斜；ぷ饔?，甚至会加速蛋白质药物的不稳定比例。

为了扩大?；ぷ饔?，需要在冻干产品中使用两种以上的?；ぜ?，如多羟基化合物、糖、蛋白质、聚合物、氨基酸、盐、胺、表面活性剂等。

1.多羟基化合物

多羟基化合物长期以来被用作蛋白质的防冻剂。常见的冻干?；ぜ劣懈视?、甘露醇、山梨醇、肌醇、硫醇、聚乙二醇等。甘油可以促进冻干过氧化氢酶的复性。而当甘油浓度升至0.8%时，过氧化氢酶即可全复性。在某些处方中，甘露醇可以作为蛋白质的冻干?；ぜ?。甘露醇对蛋白质的?；ぷ饔糜肫渑ǘ?、形态、结构有关，其浓度有时与晶体形态有关。一般认为，无定形甘露醇具有稳定蛋白质的作用，而结晶甘露醇则失去?；すδ?。1%或更低浓度的甘露醇通过形成无定形结构阻止蛋白质药物的聚集，但高浓度的甘露醇容易形成结晶态促进蛋白质药物的聚集。

2.糖

糖是最常见和广泛使用的冻干?；ぜ晾嘈?。它是蛋白质的非特异性稳定剂，在冻干的各个阶段都能对蛋白质药物起到一定的?；ぷ饔?。糖的?；ぷ饔糜肫淅嘈陀泄?，蛋白质和双糖是研究最多也有效的?；ぜ?，其中蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖组成的二糖，化学性质稳定，结构无定形。对于阻断蛋白质二级结构的变化，冷冻干燥过程和延长储存期间蛋白质的延伸和聚集发挥着重要作用。

与蔗糖相比，海藻糖的玻璃化转变温度较高，吸湿性较低，无还原性。这些优点都表明海藻糖可能具有更广阔的应用前景。与小分子糖相比，大分子糖似乎对蛋白质提供的?；そ仙?。许多研究表明，高分子量的多糖并不是冻干?；ぜ恋难≡?。

但一些研究却显示出相反的结果，如大分子量菊粉研究表明，聚合度为5.5-6.0的菊粉对碱性磷酸酶的?；ぷ饔妹飨愿哂诤Ｔ逄呛偷途酆隙鹊木辗?。这说明多糖的?；ぷ饔貌荒芤桓哦?。

特别是在储存期间，右旋糖酐或多糖可以提高产品的玻璃化转变温度，防止蛋白质因产品崩解而被破坏。葡萄糖在冻干过程中可以部分保持无定形形式，这对某些蛋白质药物有一定的?；ぷ饔?，但需要注意的是，应谨慎选择以葡萄糖为基础的还原糖作为蛋白质?；ぜ?。糖对蛋白质的?；ぷ饔糜惺比【鲇谄渑ǘ?。

通常，糖的?；ぷ饔迷谝欢ㄅǘ确段谒孀排ǘ鹊脑黾佣銮?。当达到一定浓度时，?；ぷ饔么锏阶畲笾?，然后增加糖的浓度，?；ぷ饔貌辉倜飨栽黾?，有时反而会降低。关于糖发挥最大?；ぷ饔檬钡呐ǘ扔胁煌谋ǖ?。

例如，100mmol/L蔗糖对B-半乳糖酶具有最佳?；ぷ饔?，而对磷酸果糖激酶提供最大?；ぷ饔玫暮Ｔ逄桥ǘ任?00mg/ml。已报道的可实现最大稳定的低糖浓度是足够的在蛋白质表面形成单分子层。

事实上，糖对蛋白质的?；ぷ饔貌唤鋈【鲇谔堑淖芴迮ǘ?，还取决于两者的比例。有研究发现，当α-D-吡喃甘露糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖与重组人生长激素的摩尔比为131:1时，它们都能100%占据重组人生长激素上的强水结合位点和弱水结合位点，提供最佳?；ばЧ?。当摩尔比达到300:1和1000:1时，糖对重组人生长激素的?；ぷ饔貌辉僭黾?，并且在某些处方中?；ぷ饔没峤档?。

糖的还原特性和其他特性也会影响其对蛋白质的?；ぷ饔?。葡萄糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖和其他还原糖可与蛋白质中暴露的某些氨基酸残基发生麦拉德反应（氨或棕色反应）?；崾共繁浠撇⒔档偷鞍字驶钚?。不同旋光度的麦芽糖糊精在冻干过程中对乳酸脱氢酶的?；ぷ饔帽硐殖龊艽蟛钜?。

目前用作蛋白质?；ぜ恋奶前ㄆ咸烟?、α-D-吡喃甘露糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖、甘露糖、麦芽糖、肌醇、白糖、菊粉、葡聚糖、麦芽糖糊精、麦亚多糖、肝素、2-羟丙基-B环糊精和很快。虽然糖可以为大多数蛋白质提供可靠的?；?，但并不是所有的蛋白质都能受到糖的?；?，这仍需要更细致和深入的研究。

3.氨基酸

氨基酸是常见的蛋白质?；ぜ林?。在冷冻过程中，低浓度的甘氨酸可以通过抑制10或100mmol/L磷酸缓冲盐结晶引起的pH值变化来防止蛋白质药物的变性。无定形形式的甘氨酸可以防止重组人生长激素在冷冻干燥过程中聚集。结晶甘氨酸可提高成品的崩解温度，防止崩解引起的蛋白质药物的破坏。常用的氨基酸蛋白?；ぜ劣懈彼?、色氨酸、谷氨酸钠、丙氨酸、甘氨酸、盐酸赖氨酸、肌氨酸、L-酪氨酸、苯丙氨酸、精氨酸等。

4.聚合物

聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、明胶、聚乙烯亚胺和其他聚合物也常用作蛋白质的冷冻?；ぜ?。一般来说，聚合物的稳定效果取决于聚合物的多种性能。不同聚合度和浓度的聚合物提供不同的?；?。例如，聚合度高的PVP具有较高的玻璃化转变温度。随着PVP浓度和分子量的增加，水溶液的粘度会增加，蔗糖的玻璃化转变温度会显着升高，这也增加了冷冻过程中对蛋白质的?；?。

但聚合度太大时，聚合物会在冷冻过程中结晶，失去对蛋白质的?；ぷ饔?。过高的浓度和分子量会增加最终产品的水分，使产品中的蛋白质更加不稳定。右旋糖酐40对猪胰蛋白酶的稳定作用比右旋糖酐80更强，表明适当的聚合物链长有利于胰蛋白酶的稳定性。

5.蛋白质

蛋白质?；ぜ量煞治嚼啵阂焕嗍堑鞍字室┪?，另一类是外来蛋白质。一些蛋白质冻融后的活性与蛋白质的初始浓度直接相关。初始浓度的增加有时会促进蛋白质的复性。

常用的外来蛋白质?；ぜ潦茄灏椎鞍?，它是一种经典且优异的蛋白质稳定剂。例如，1%牛血清白蛋白可以防止兔肌肉乳酸脱氢酶水溶液在冷冻时失去活性。人血清白蛋白在较低浓度（0.05%-0.1%）下能有效阻止蛋白质表面的吸附，对冻干过程中对数蛋白质有?；ぷ饔?。但由于血清白蛋白潜在的血源性病原体污染限制了其在蛋白质产品中的应用。重组人白蛋白已被推荐作为血清白蛋白的替代品。

6.其他

一些表面活性剂（Tween 80、Bridger、Pluronic、十二烷磺酸钠）可以在冷冻机干燥过程中对蛋白质起到一定的?；ぷ饔?。在一些冻干产品中，添加盐和胺可以获得特定的蛋白质稳定效果。不同类型的?；ぜ磷楹峡梢缘玫轿榷ㄐ愿玫亩掣刹?。

如何获得稳定的冻干蛋白产品，选择合适的?；ぜ练浅Ｖ匾?。那么如何选择合适的防护剂呢？首先我们要对所要?；さ牡鞍滓┪锏睦砘灾视谐浞值牧私?，然后通过实验找出导致蛋白药物在冻干过程和储存过程中不稳定的因素，然后针对这些不稳定因素选择具体的防护剂。一般来说，糖和多羟基化合物是常用的冻干?；ぜ?。其中，蔗糖、海藻糖等二糖对某些蛋白质能表现出良好的?；ぷ饔?。

优秀的冻干?；ぜ劣哂卸嘀直；ば阅?，如高玻璃化转变温度、低吸湿性、低结晶率、不含还原基团等。但任何单一的?；ぜ敛豢赡芫弑杆械谋；ぬ匦?，因此有时必须考虑2种或多种?；ぜ晾次榷ǖ鞍字室┪?。

结论

随着生物技术的快速发展，越来越多的蛋白质药物被开发出来。迄今为止，除了采用冷冻干燥技术外，还没有更有效的制备方法来制备更稳定的蛋白质产品。即使采用冻干技术制备某些蛋白质产品，仍然需要一些有效的辅助方法，例如添加冻干?；ぜ烈栽黾拥鞍字饰榷ㄐ?。近年来，冻干?；ぜ良捌浔；せ频难芯扛由钊?。尤其是蛋白质分析方法的改进，为蛋白质?；ぜ恋难芯刻峁┝吮憷?。

计算机技术在冻干过程中的应用，使得能够建立相应的数学模型来模拟和分析物料在冻干过程中的真实状态，这也使得冻干技术得以改进和提高。但蛋白质稳定机制相当复杂，蛋白质冻干产品的研究有待进一步深化?？⒏玫亩掣杀；ぜ梁吞岣叩鞍滓┪锒掣刹返闹柿咳匀皇堑鼻吧锛际跻┪镅芯康闹氐愫头较?。