Lyophilized保護剤としてのスクロースのアプリケーションの利点

食品、医薬品、生物の凍結乾燥および保管プロセスでは、多くの要因が活性成分の安定性に影響を及ぼし、不活性化につながる可能性があることは誰もが知っています。ほとんどの医薬品および生物学的製品は、効果的な凍結乾燥および保管のために、適切な凍結乾燥保護剤および添加剤を混合物に添加する必要があります。

スクロースは一般的に使用される凍結乾燥保護剤の1つです

凍結乾燥保護剤としてのスクロースの利点について議論する前に、スクロースが生物学的製品の凍結乾燥保護剤として使用できる理由を説明しましょう。

生物学的製品中のタンパク質および他の活性物質の品質および活性を保護するために、糖保護剤は通常、凍結乾燥のために薬剤製剤に添加されます。凍結乾燥の保護メカニズムについては、硝子体仮説と水置換仮説の2つの仮説があります。

最初の仮説はガラスの仮説です

粘性のある保護剤がタンパク質分子を取り囲み、構造がガラス氷に似た炭水化物の硝子体を形成し、高分子物質の鎖鍛造運動をブロックし、タンパク質の伸長と沈殿を防ぎました。タンパク質分子の3次元構造の安定性を維持し、保護的な役割を果たしました。

2番目の仮説は水置換仮説です

凍結乾燥中にタンパク質が水分を失うと、保護剤のヒドロキシル基がタンパク質表面の水のヒドロキシル基を置き換えることができます。推定水和フィルムがタンパク質表面に形成されるように、 これは、水素結合の結合位置を周囲の環境への直接曝露から保護し、凍結乾燥によるタンパク質の変性を防ぐことができます。

上記の2つの仮説の理論的根拠は、薬液の部分的または全体的なガラス化凍結を達成することであるため、適切な凍結乾燥保護剤には、次の4つの特性が必要です。高いガラス化転移温度、吸湿性が低く、結晶化率が低く、還元グループがありません。

単糖はタンパク質の凍結乾燥プロセスを保護できません

単糖は凍結中に弱い安定性しか提供できないため、脱水と乾燥の前にタンパク質を不可逆的な変性にします。

二糖は非常に適切な保護剤であり、これは、凍結プロセスでタンパク質の自由エネルギーを増加させてタンパク質の変性を防ぐだけでなく、タンパク質と水分子の間の水素結合を置き換えて、乾燥プロセスでタンパク質を安定させることもできます。 さらに、それは還元基を含まず、生物学的生成物のタンパク質褐変反応を変性および不活性化させません。

砂糖の保護効果はタンパク質の種類に関連しているため、薬物に適した保護剤は実験データの比較を通じて決定する必要があります。 現在、スクロースとトレハロース二糖は広く研究されており、生物学的製品の効果的な保護剤として認識されています。

スクロースは、異性体ヒドロキシル基の縮合によってグルコースとフルクトースから形成される非還元的な二糖です。 ガラス化転移温度が高く、凍結乾燥および保管中のタンパク質の二次構造の変化およびタンパク質ポリペプチド鎖の伸長および凝集を防ぐ上で明らかな役割を果たします。タンパク質、Ji SU薬の凍結乾燥製剤、ウイルスワクチンの保護剤として使用されています。