0102030405
Mannoosi ja mannitoli
21.3.2025
- Pakastekuivaus, jota kutsutaan pakastekuivaukseksi, on kuivausmenetelm?, jossa esij??dytet??n kuivattava l??keliuos kiinte?ksi aineeksi ja sublimoi sitten vesi suoraan j??tyneest? tilasta ilman, ett? se menee nestem?isen tilan l?pi matalassa l?mp?tilassa ja matalassa paineessa. Koska koko toimintaprosessi on matalan l?mp?tilan tilassa, t?m? menetelm? soveltuu erityisen hyvin l?mp?herkkien proteiinil??kevalmisteiden valmistukseen. Pakastekuivattu proteiinil??ke oli l?ys?? kuin kakku, joka ei ainoastaan ??edist? s?ilyvyytt?, vaan my?s suotuisaa proteiinil??kkeen renatoitavuutta uudelleen liukenemisen j?lkeen. Pakastekuivausteknologia tarjoaa luonnollisesti tehokkaan valmistusmenetelm?n proteiinil??kevalmisteille, joilla on ep?stabiilit fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Pakastekuivausprosessi on kuitenkin monimutkainen faasisiirtym?prosessi, ja monet tekij?t indusoivat proteiinin denaturoitumista j??dytyksess?, pakastesulatuksessa, kuivauksessa ja varastoinnissa, joten joitain suoja-aineita k?ytet??n usein proteiinin stabiloimiseksi reseptiss?. Sokeri, pakastekuivattujen tuotteiden yleisimmin k?ytetty apuaine, sen rakenteessa oleva hydroksyyliryhm? voi korvata proteiinin ja veden v?lisen vetysidoksen stabiilin vaikutuksen aikaansaamiseksi, on proteiinin ep?spesifinen stabilointiaine ja sill? voi olla tietty suojaava rooli pakastekuivauksen eri vaiheissa (kuten pakastaminen, pakastekuivaus ja sublimaatio). Sokerin suojaava vaikutus liittyy proteiinin ja disakkaridien tyyppiin, ja disakkaridit ovat tutkituimpia ja tunnetuimpia tehokkaimpia suoja-aineita. Sakkaroosi on yhdest? glukoosimolekyylist? ja yhdest? fruktoosimolekyylist? koostuva disakkaridi, joka on kemiallisesti stabiili ja p??osin amorfinen ja jolla on merkitt?v? rooli proteiinien sekundaarirakenteen muutoksen sek? proteiinien levi?misen ja aggregoitumisen est?misess? kylm?kuivauksen ja varastoinnin aikana. Sakkaroosiin verrattuna trehaloosilla on korkeampi lasittumisl?mp?tila, pienempi kosteuden induktio ja v?hemm?n pelkistyvyys. N?m? edut osoittavat, ett? trehaloosilla voi olla laajempi k?ytt?mahdollisuus. Alkoholeja, kuten mannitolia, k?ytet??n yleisesti t?yteaineina, jotka kiteytyv?t hitaassa j??tymisess? tukirakenteen muodostamiseksi aktiiviselle komponentille eiv?tk? reagoi sen kanssa.Mannoosi on monosakkaridi, liukenee veteen, liukenee heikosti etanoliin. V?rit?n tai valkoinen kiteinen jauhe. Sill? on t?rke? rooli ihmisen aineenvaihdunnassa, erityisesti tiettyjen proteiinien glykosylaatioprosessissa. Mannoosin on vaikea imeyty? ihmiskehossa, ja se poistuu ihmiskehosta pian nauttimisen j?lkeen, p??asiassa munuaisten aineenvaihdunnan kautta, ja kokonaisaineenvaihduntasykli on noin kahdeksan tuntia. Mannoosin saanti ei aiheuta verensokerin nousua, joten se on er??nlainen sokeri, jota jotkut diabeetikot voivat sy?d?. Luonnossa mannoosia esiintyy vapaana joissakin hedelmiss?, kuten karpaloissa, omenoissa, appelsiineissa jne. Ihmiskehossa mannoosi on jakautunut kaikkiin kudoksiin ja vereen, mukaan lukien iho, elimet ja hermot. N?iss? kudoksissa mannoosi osallistuu autoimmuunij?rjestelm?n toimintaa s??televien glykoproteiinien synteesiin. Aiemmat kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, ett? mannoosi voi hoitaa ja ehk?ist? virtsatieinfektioita, joten joitain ulkomaisia ??terveystuotteita, joiden p??komponenttina on mannoosi, k?ytet??n virtsateiden terveyden yll?pit?miseen. Mannitoli on sokerialkoholi, tavallisesti pelkistetty sokerista (mannoosi), on sorbitolin isomeeri, veteen liukeneva, valkoinen kiteinen jauhe, jolla on sakkaroosin kaltainen makea maku. Mannitolia voidaan k?ytt?? paitsi erinomaisena luurankoaineena my?s lyofilisoitujen proteiinien suojaajana joissakin resepteiss?. Mannitolin proteiineja suojaava vaikutus liittyy sen pitoisuuteen ja morfologiseen rakenteeseen, ja sen pitoisuus liittyy joskus kidemorfologiaan. Yleisesti uskotaan, ett? amorfisella mannitolilla on proteiinin stabilointiteht?v?, kun taas kiteytynyt mannitoli menett?? suojaavan funktionsa. Mannitolipitoisuudet 1 % tai v?hemm?n est?v?t proteiinil??kkeiden aggregoitumista amorfisten rakenteiden muodostumisen kautta, mutta korkeat mannitolipitoisuudet pyrkiv?t kiteytym??n ja edist?m??n proteiinil??kkeiden aggregaatiota. Useimpien proteiinien s?ilytys 4 °C:ssa on vain lyhytaikaista (noin 1 viikko) uudelleensuspendoinnin j?lkeen. Pitk?aikaista varastointia varten on suositeltavaa valmistaa laimentimia (joiden tulee sis?lt?? kantajaproteiineja, kuten 0,1 % BSA:ta, 5 % HSA:ta tai 10 % FBS:a) ja sitten alapakkaus pakastettuna -20 ℃ tai -80 ℃. On t?rke?? v?ltt?? toistuvaa pakastusta ja sulatusta, koska jokainen j??dytys ja sulatus aiheuttaa proteiinin osittaisen inaktivoinnin. Trehaloosia ja mannitolia on tavallisesti t?ydennetty 8 % (massatilavuus) lyofilisoituina suoja-aineina. Trehaloosi voi ilmeisesti est?? proteiinin sekundaarirakenteen muutoksen sek? proteiinin venymisen ja aggregoitumisen lyofilisaation aikana. Mannitoli on my?s laajalti k?ytetty lyofilisoitu suoja- ja t?yteaine, joka voi v?hent?? tiettyjen proteiinien kertymist? lyofilisoinnin j?lkeen. T?yteaine voi tarjota sopivan rakenteen pakastekuivattulle kakulle, edist?? pakastekuivatun kakkulohkon oikeaa muotoa ja muodostaa huokosrakenteen. Huokoisuus on edellytys j??tyneen veden sublimoitumiselle ja suuremmat huokoset voivat sublimoitua nopeammin, jolloin ensisijaista kuivumisaikaa voidaan lyhent??. T?yteaineiden lis??minen mahdollistaa lyhyemm?n primaarisen kuivausajan (tuotteen l?mp?tila Tp?Tg' tai Tc) ja sit? voidaan k?ytt?? tapana optimoida biofarmaseuttista lyofilisointiprosessia. Tavallisesti stabilointiaineen ja t?yteaineen suhteen tulisi olla v?hint??n 1:2 t?yteaineen tarvittavan kiteytymisen aikaansaamiseksi. Tuloksena oleva hila antaa mekaanisen tuen komponenteille niiden amorfisessa tilassa. Tg':n yl?puolella valmistusj?rjestelm?n muodostama amorfinen tila ei ole riitt?v?n j?ykk? kantamaan omaa painoaan ja romahtaa kideverkostoon. Mekaanisen tuen ansiosta romahtaminen voidaan est?? huolimatta Tg' (tai jopa Tc) korkeammista kuivausl?mp?tiloista. Formulaatioissa, joiden proteiinipitoisuudet ovat