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眾所周知，我是一個運動迷。我寫過觀看世界杯和 2020 歐洲杯的文章，還會為曲棍球而爭論。現在我已經退休了，我可以享受更多的運動種類。事實上，至今為止我最大的享受是最近和一些朋友看到的精彩F1方程式賽車。

但我要承認除了喜歡運動，我也喜歡科學。或多或少，F1方程式這個名字總讓我想起化學方程式，還有配方！之后我意識到是時候為你們完成我的蛋白質/多肽系列文章，發表一篇關于如何制定蛋白質和多肽配方的文章。

最常需要制定蛋白質和多肽配方的原因是用于藥物行業應用。在藥物配方中幾種物質與一種活性成分結合；然而，這種活性成分可能沒辦法直接加入配方中，因為它可能不穩定或顯示出不需要的某種特性。所以在加入最終配方之前，一種方便儲存的方法是將原料預先制備成液體或固體形式。

選擇干燥生物制藥的技術類型通常取決于這類化合物的最終用途、化合物特性、經濟成本以及生產能力和應用要求。

配制蛋白質和多肽最常用的技術是噴霧干燥和冷凍干燥。首先讓我們總體對比下這兩個技術：

讓我們更詳細地探討下每一種技術。

噴霧干燥

噴霧干燥是干燥許多小分子和無定形固體分散劑的首選解決方案。該技術的優勢是低成本和粒子工程的可造粒性，使其成為干燥生物制藥配方的優選，同時具備高通量、連續性、易規模化、經濟效益好等優點。我們已經討論過如何純化蛋白質和濃縮蛋白質。那么之后也是最后的步驟是如何制備蛋白質。

在資金、投資和運營成本方面，噴霧干燥即使會產生熱氣、整個過程消耗大量能量，但也比冷凍干燥的成本低4 - 7倍左右。

正如我剛才所說的，通過改變工藝參數來控制干粉顆粒特性的能力使這項技術非常適合于肺和鼻腔輸送方面的應用。在這些應用中，顆粒特性尤其重要。使用噴霧干燥來配制蛋白質制劑，可以使粉末在與賦形劑混合后具有良好的加工性能，方便制成片劑或膠囊。

那么，制備蛋白質時噴霧干燥是如何工作的?

冷凍干燥又稱凍干，是一種有效的物質干燥技術。該方法基于升華的物理原理，涉及固態和氣態之間的直接轉變而繞過樣品的液相狀態。冷凍樣品在真空下干燥，中間不發生融化。冷凍干燥特別適用于保存脆弱的材料，防止其降解或分解，保存產品特性和原始形狀，保存因后續使用需要快速復溶或達到類似狀態的產品。

當你用冷凍干燥法進行蛋白質配方制備時，要控制的關鍵參數包括壓力和溫度。如何設置這些參數取決于樣品特征。

典型的凍干過程包括兩個階段：冷凍和初級干燥。在某些情況下，可能需要第三個階段，稱為次級干燥，用以去除緊緊吸附在樣品上的溶劑分子，進一步降低水分含量。

在初級干燥階段結束時，可以去除樣品中大部分的水分。

無論你是否制備蛋白質或其他樣品，由于存在與基質結合的水，產品的殘留水分含量通常在5-10%左右。

在初級干燥階段之后，樣品中不會再有冰。次級干燥步驟通過解吸去除吸附的水分子。為了達到理想的解吸條件，需要盡可能低的壓力和較高的擱板溫度。在選擇擱板溫度時，還應考慮對產品穩定性的影響。次級干燥階段通常比初次干燥階段快。

在次級干燥結束時，產品水分含量應在1-5%范圍內。

在制藥應用方面，冷凍干燥通常是保存藥物化合物的首選方法，特別是針對樣品在液體狀態下穩定性不足，以及樣品配方不需要進一步處理時所選用。因為樣品可以直接裝入小瓶中，在干燥后進行密封，可以防止潛在的污染。

冷凍干燥的整個過程是在低溫工藝下進行，樣品產量得率高，并且均勻性好；可以獲得高質量樣品活性，低含水量和高穩定性。由于冷凍干燥降低了產品固有特性風險，如坍塌、超過共晶熔化或玻璃轉變溫度，所以你得到的產品質量會非常高。

在這一點上，如果你想要制備蛋白質配方，我可以告訴你要如何使用這兩種技術。以下是一些現實生活中通過噴霧干燥和冷凍干燥制備的蛋白質配方：

講到這里，我想我已經說了很多，是時候休息一下了。

如果你還沒有決定哪一種技術適合你，也不要害怕，關于這個話題我還沒有講完，歡迎繼續收聽。我承諾將繼續更新另一篇文章，是關于如何使用噴霧干燥和冷凍干燥來制作蛋白質和多肽的提示和技巧。這些當然可以幫助你在尋找理想的技術應用程序中做出更明智的選擇。

下次見！