分子诊断行业新趋势冷冻干燥技术
冷冻干燥技术广泛应用于食品，药品，化妆品，生物制品等多个领域。冷冻干燥过程是一个复杂的相变过程，在冻结、干燥、储存等过程，有多种因素会影响制品稳定性。因此，需要筛选合适的冻干保护剂来稳定制品中活性容易下降的物质，提高冻干制品质量。
冷冻干燥过程主要分为3个阶段：
预冻一次干燥二次干燥
关键参数有：共晶点，共熔点，玻璃化转变温度，塌陷温度。在预冻过程中，制品的预冻温度应该低于共晶点温度或者玻璃化转变温度。在干燥过程中，制品的温度应该低于塌陷温度。在筛选冻干保护剂的过程中，尽可能选择较高塌陷温度的保护剂，这样使得干燥可以在较高的温度下进行，从而加快升华速率，缩短整个冻干周期。
2.冻干保护剂作用及分类2.1.冻干保护剂作用
冻干保护剂作用可以归纳为4个方面：（1）使产品成型，起支架作用；
（2）稳定或保护有效成分，防止活性物质降解或失去活性；
（3）增加冻干制品的溶解性；
（4）提高冻干制品的塌陷温度，缩短冻干周期。
2.2.冻干保护剂分类2.2.1.赋形剂赋形剂在冷冻干燥过程中主要起支撑骨架的作用。当配方中固体含量低于2%时，需要添加赋形剂来保证冻干制品的成型。一般来说，无定形态的赋形剂作为首选。常见的赋形剂分为三类：（1）糖或醇：甘露醇，乳糖，蔗糖，海藻糖，山梨糖醇，葡萄糖，棉子糖等；
（2）氨基酸：精氨酸，甘氨酸，组氨酸等；
（3）多聚物：聚乙二醇，右旋糖酐等。
2.2.2.缓冲剂对于一些对pH敏感的物质，如蛋白质，在其冷冻干燥过程中，为避免pH变化导致酶活下降，通常需加入缓冲剂。常见的缓冲剂有以下物质：酒石酸，琥珀酸，柠檬酸，磷酸盐，Tris，heps等。在缓冲剂选择上有3点建议：（1）选择不具有挥发性的缓冲剂，避免PH迁移；（2）选择塌陷温度较高的缓冲剂，有利于缩短一次干燥时间；（3）选择玻璃化转变温度较高的缓冲剂，有利于提高冻干制品在贮存中的稳定性。2.2.3.崩解温度调节剂
崩解温度调节剂是指自身有较高崩解温度的辅料，由于一些物料处于无定形态时，其塌陷温度较低，导致一次干燥时间过长，此时，加入崩解温度调节剂，可使总物料的崩解温度升高，缩短干燥时间且不影响冻干产品的质量。常见崩解温度调节剂有以下几种：聚蔗糖，
PVP，
明胶，
血清白蛋白,
右旋糖酐，
聚乙二醇，
羟乙基淀粉等。
2.2.4.其他2.2.4.1.等渗剂
对于一些特殊冻干产品，在进行注射时需考虑复溶后溶液的渗透压，从而保证给药时溶液等渗。常用的等渗剂有葡萄糖，甘油，氯化钠，山梨醇等，其中葡萄糖比较常用。
2.2.4.2.抗菌剂
对于需要多次给药的冻干制剂，常需加入抗菌剂来防止微生物在其保质期内生长。常用的抗菌剂有苯甲醇、乙基和甲基对苯混合物、苯酚、间甲酚。在非常低的水平(0.05%w/w)，抗菌剂一般不会改变制剂的崩解温度。
2.2.4.3.增溶剂
对于一些含有难溶性物质的产品，在保证辅料与处方相容性良好的前提下，可以适当增加一些增溶剂。
增溶剂可分为以下三类：（1）络合剂：乙二胺四乙酸（EDTA），α环糊精，羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）
（2）表面活性剂：吐温20，吐温80，TritonX-；
（3）助溶剂：叔丁醇，异丙醇，丙酮，甘油，二氯甲烷等。
百迈生物分子诊断冻干工艺平台目前中国分子诊断产品主要以液体试剂形式为主，液体试剂产品有以下几点不足：
1.需长期储存在-20℃环境或更低温度环境来维持产品的活性；
2.产品在使用过程中不宜反复冻融；
3.运输过程需要保持低温。
为了解决上述问题，经历长时间的技术攻关后，百迈生物开发出针对不同产品的冻干保护剂类型，可用于多种体外诊断试剂冷冻干燥，同时推出冻干型基因检测产品及服务，包括：1.提供冻干型基因多态性检测产品；
2.为客户定制开发OEM冻干产品，例如新冠检测试剂盒冻干产品；
3.提供分子诊断产品冻干保护剂。
图1：冻干型基因多态性检测产品
图2：冻干型新冠检测产品
图3：新冠检测试剂（液体）和新冠检测试剂（冻干）性能对比
模板浓度：,copies/mL,10,copies/mL，1,copies/mL
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