一说到吐温80,行业内的小伙伴们都十分熟悉,也都知道作为表面活性剂的一种,它在生物制剂的处方里十分常见。
聚山梨酯80,又称吐温80,,非离子型表面活性剂。对电解质有显著的抵抗力,亲水性强,广泛应用于液体、半固体、固体制剂中……”这是动动指头就能查到的基本信息,但对于生物制剂的许多小伙伴们来讲,它到底是是如何发挥作用的,可能并不是十分清楚。乳化剂厂家海石化来细谈一下。
蛋白质作为两性电解质在非等电状态下,分子表面带同种电荷可形成双电层,使得分子之间相互排斥,不聚集,这是其中一种平衡状态。
蛋白质是由20多种氨基酸组成的大分子,这些氨基酸相互连接成为多聚体后(羧基和氨基缩合形成肽键),链上出现大量的R基(理解为氨基酸残基),氨基酸残基有亲水基团有疏水基团,带有不同电荷,所以蛋白质可以呈现出亲水性也可以呈现出疏水性,可以带正电荷也可以带负电荷。在水溶液中,对于蛋白分子而言,亲水基团会在表面与水分子结合,形成 “水化层”,而疏水基团则尽可能的远离水分子,被包裹在内核部分,从而使得分子和分子之间“保持距离”,不聚集,这是另外一种平衡状态。
维持蛋白这两种状态,是由溶液中的多种作用力(如氢键,二硫键,疏水,静电,范德华等等)相互平衡的结果。当有作用力出现或改变时,比如常见的搅拌,振荡,冻融,温度,离子强度等改变,会破坏既有的平衡状态,平衡一打破,水化层或者双电层“破裂”,改变水分子水合能力(电荷强度变化),释放疏水基团,一方面产生各种界面吸附导致聚集,另一方面相互之间聚集,终产生沉淀。
这时候吐温80这类非离子型表面活性剂存在的话,就会引入“竞争吸附”的概念。表面活性剂是一类双亲性分子,它包含亲水的极性部分和疏水的非极性部分,极性部分可以和水分子结合,也可以和蛋白分子的极性部分结合。表面活性剂稳定蛋白分子有两条重要途径(1)表面活性剂优先在界面吸附,由此阻碍蛋白吸附;(2)在溶液中与蛋白分子结合,阻碍蛋白分子相互接近或者与界面作用,抑制聚合来稳定蛋白分子。可以理解它的存在就是在“维稳”水化层吧!
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