用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存的生物分子干燥方法
【專利說明】用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存的生物分子干燥方法
[0001]本發(fā)明涉及的領(lǐng)域?yàn)樯锓肿拥母稍锝M合物，用以提高其長(zhǎng)期儲(chǔ)存能力。
[0002]參與生物反應(yīng)如PCR或酶催化的生物分子在溶解形式幾乎都不穩(wěn)定。儲(chǔ)存在溶液中，這些生物分子容易發(fā)生降解反應(yīng)使它們變成不適合任何生物反應(yīng)的形式。因此，那些液體敏感性生物分子為了長(zhǎng)期儲(chǔ)存必須進(jìn)行干燥以防它們?cè)谌芤褐薪到狻?br>[0003]然而，在干燥溶液一一其所包含的生物分子混在其它組分之中一一的過程中，不易揮發(fā)的組分可對(duì)生物分子的穩(wěn)定性具有劇烈的影響。事實(shí)上，組分如無機(jī)鹽，在最初的溶液中以非常低的濃度存在，隨著揮發(fā)性組分的去除其濃度增加會(huì)產(chǎn)生巨大的失穩(wěn)效應(yīng)。
[0004]此外，用來干燥溶液的方法對(duì)于生物分子的活性也很關(guān)鍵。在高溫下，酶會(huì)因?yàn)樽冃曰蚪到舛セ钚浴?br>[0005]為了達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定所需的干燥狀態(tài)，組合物中的液體組分可以通過如US2010/0159529中所提到的在低壓(如200毫巴)下長(zhǎng)時(shí)間(如16小時(shí))干燥而去除。盡管此過程對(duì)于批量生產(chǎn)有效，但應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)線仍有困難。
[0006]另一種用于快速干燥的方法在于將組合物暴露于高溫較短時(shí)間。然而，將組合物直接暴露于熱空氣可導(dǎo)致不希望發(fā)生的生物分子降解。本發(fā)明目的是補(bǔ)救全部或部分上述缺點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明通過提供用于生產(chǎn)一種或多種生物分子的可儲(chǔ)存干燥組合物，防止所述一種或多種生物分子降解的方法來實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。本發(fā)明描述了用于生產(chǎn)生物分子的可儲(chǔ)存干燥組合物的方法，包括以下連續(xù)步驟:
[0008]a.在表面上分配至少一種組合物，該組合物包含:
[0009]1.至少一種生物分子，
[0010]?.至少一種揮發(fā)性液體組分，
[0011]ii1.至少一種多糖，其被設(shè)計(jì)用于與所述至少一種揮發(fā)性液體組分以及所述至少一種生物分子的一部分共同形成基質(zhì)，該基質(zhì)表現(xiàn)出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，
[0012]b.通過調(diào)整所述組合物的溫度蒸發(fā)所述至少一種揮發(fā)性液體組分的至少一部分從而使得基質(zhì)形成，
[0013]其特征在于步驟b)開始于初始溫度T1，結(jié)束于最終溫度T2，所述最終溫度T2高于所述初始溫度T1。
[0014]因此，本發(fā)明通過在初始溫度T1啟動(dòng)干燥過程并在最終溫度T2終止干燥過程來解決以上提到的問題。初始溫度T1的目的是盡快去除大部分揮發(fā)性液體組分，同時(shí)該溫度相對(duì)較低以使生物分子的降解最小化。去除部分揮發(fā)性液體組分增加了組合物的粘度。因此，生物分子的移動(dòng)性大幅降低，這使生物分子的降解速率最小化。較高的最終溫度T2可以盡可能的將殘留的揮發(fā)性液體組分從組合物中去除最后形成玻璃態(tài)，其中存在較低含量的揮發(fā)性液體組分殘留。由于生物分子的移動(dòng)性在初始溫度T1的加熱過程中已經(jīng)降低，較高溫度對(duì)于生物分子的活性的影響預(yù)計(jì)就不太重要了。
[0015]術(shù)語“多糖”在本發(fā)明的語境中用于指由2到15個(gè)單糖單元組成的聚合碳水化合物分子，優(yōu)選為2到10個(gè)單元。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述初始溫度T1和最終溫度T2高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。因此，在此過程中，所述基質(zhì)保持液體形式，這允許均勻分布以及至少部分揮發(fā)性液體組分的最佳蒸發(fā)。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述初始溫度T1與所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg之間的差異以及所述最終溫度T2與所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg之間的差異保持恒定且為正值。所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg根據(jù)在組合物中剩余的揮發(fā)性液體溶劑的比例而不同。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方案中，初始溫度T1在大約30°C到大約50°C之間保持30分鐘，最終溫度T2在大約60°C到大約90°C之間保持30分鐘。
[0019]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，進(jìn)行步驟b)直到組合物中揮發(fā)性液體組分的比例達(dá)到約3%，優(yōu)選為2%。生物分子在設(shè)計(jì)為長(zhǎng)期保存的組合物中保持活性且穩(wěn)定的干燥形式。這樣，液體敏感的生物分子比較不易降解。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在初始溫度T1進(jìn)行步驟b)直到組合物中揮發(fā)性液體組分的比例達(dá)到約10%。因此，當(dāng)揮發(fā)性液體組分的比例達(dá)到約10%時(shí)，該組合物呈現(xiàn)出大大降低生物分子的移動(dòng)性的粘度。而后，組合物即準(zhǔn)備在最終溫度T2被干燥。
[0021 ]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，初始溫度T1低于40°C。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方案中，最終溫度T2高于80°C。
[0023]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，步驟b)進(jìn)一步使用氣流。根據(jù)本發(fā)明在干燥過程中揮發(fā)性液體組分的蒸發(fā)降低了組合物上面的蒸汽壓力。因此，氣流促進(jìn)了干燥過程。
[0024]在一個(gè)實(shí)施方案中，揮發(fā)性液體組分選自水或醇，或其混合物。這樣的揮發(fā)性液體組分或其混合物顯示出適合根據(jù)本發(fā)明方法的特征。事實(shí)上，生物分子通?？扇苡诎?或乙醇的溶劑。此外，這些揮發(fā)性液體組分容易通過本發(fā)明所述的方法被蒸發(fā)。
[0025]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，生物分子為用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)(PCR)所用的酶。已知這些生物分子在溶液中不穩(wěn)定。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明所述的組合物包含用于穩(wěn)定PCR反應(yīng)的穩(wěn)定劑。
[0026]在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含至少0.1M到0.6M，優(yōu)選0.15M到0.3M的海藻糖。
[0027]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，組合物包含至少4.0yg/yL到8.0ug/ul，優(yōu)選為5.5ug/yL到6.5ug/yl的牛血清白蛋白。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含至少1.0%到30.0%，優(yōu)選5.0%到15.0%的甘油。
[0029]在一個(gè)實(shí)施方案中，拉曼光譜儀可被用于根據(jù)本發(fā)明的方法中以調(diào)整組合物的溫度。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方案中，用于生產(chǎn)生物分子的可儲(chǔ)存干燥組合物的方法，包括以下連續(xù)步驟:
[0031 ] a.在表面上分配至少一種組合物，該組合物包含:
[0032]1.至少一種生物分子，
[0033]i1.至少一種聚合物，其被設(shè)計(jì)用于形成基質(zhì)的至少一部分，該基質(zhì)表現(xiàn)出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，
[0034]ii1.至少一種揮發(fā)性液體組分，
[0035]b.通過調(diào)整所述組合物的溫度蒸發(fā)所述揮發(fā)性液體組分的至少一部分從而使聚合物形成包圍生物分子的基質(zhì)，
[0036]其特征在于步驟b)開始于初始溫度T1，結(jié)束于最終溫度T2，所述最終溫度T2高于所述初始溫度T1。
[0037]通過以下詳細(xì)說明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡釋，其描述用于生產(chǎn)生物分子的可儲(chǔ)存干燥組合物的方法的一個(gè)示范性和解釋性實(shí)施方案。
[0038]根據(jù)本發(fā)明所述