细胞因子冻干保护剂是冷冻干燥过程中用于保护细胞因子活性、维持其结构稳定性的关键辅料。由于细胞因子多为蛋白质或多肽类物质，在冻干过程中易受冰晶损伤、脱水应力、pH变化等因素影响而失活，因此需要添加保护剂来确保冻干后产品的质量和稳定性。

    

一、 冻干保护剂需要解决的问题

1.复溶效果差：即复溶过程中有蛋白损失。

2.蛋白保存期间稳定性差：溶解后，在4℃冰箱短时存放，出现絮状沉淀；溶解后，出现活性下降和降解的情况。

    

二、 冻干各个过程中变性的可能性

1.预冷阶段：预冷过程中，水结冰导致体积变大，产生机械应力对活性部位的弱相互作用产生破坏，并且局部的溶质浓度变化，导致pH发生改变，可能诱使蛋白变性。

2.升华干燥阶段：去除大约90%的游离水。

3.解析干燥阶段：水分不能去除的太干净，会导致蛋白表面结合水丢失；不能留有太多，可能滋生细菌或使蛋白降解。

    

三、 冻干保护剂作用机制的两种经典假说

1.水替代假说​

该假说认为，水对于蛋白质不仅是提供一个液体环境，更多的是与蛋白质相互作用，形成微系统，支撑和维持蛋白质的三级结构。

在冷冻干燥过程中，保护剂上的多个羟基可以与蛋白的极性基团发生作用，从而替代其周围的水分子，支撑和维持蛋白质的三维结构。

2.玻璃态假说​

该假说认为，在冻干的过程中，蛋白质保护剂可以与水共混形成玻璃态，使溶液粘度变高，扩散系数变低，包围在蛋白周围，阻止蛋白的伸展和聚集，维持蛋白的结构稳定。

这两种假说并非相互排斥，而是从不同角度解释了冻干保护剂的作用机制。在实际应用中，保护剂往往同时通过水替代作用和形成玻璃态来发挥保护效果。

     

四、 常用的冻干保护剂

1. 糖类保护剂

单糖：包括葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、果糖等；分子量小、Tg′（玻璃态转化温度，当温度低于Tg′时，呈玻璃态；当温度高于Tg′时表现出高弹性和黏弹性）较低，常作“辅助填充剂”或与高Tg′二糖复配，提高溶解速度；需控制用量，避免还原性单糖在长期储存中产生美拉德反应

双糖：包括蔗糖、海藻糖、乳糖、麦芽糖等；高Tg′，易形成无定形玻璃态，抑制蛋白聚集；羟基丰富，可在脱水阶段“替代水”与蛋白表面氢键结合，维持二级/三级结构；海藻糖因对称性强、吸湿性低，被视为“黄金标准”，常与蔗糖 1:1混用，兼顾稳定性与成本。

多糖：包括棉子糖、麦芽三糖等，Tg′介于单糖与双糖之间，分子量大，可进一步降低体系残余水分，提高37°C加速稳定性；适用于对温度特别敏感的低浓度细胞因子。

2. 氨基酸类保护剂

组氨酸：能够调节冻干过程中的pH值，减少酸碱变化对生物活性物质的影响。

精氨酸：通过与蛋白质结合，形成稳定的复合物，减少变性。

脯氨酸：对冻干品形成符合要求的外观，以及对维持热稳定和长期储存稳定性具有重要作用。

3. 蛋白质类保护剂

牛血清白蛋白（BSA）：对冻干品形成符合要求的外观，以及对维持热稳定和长期储存稳定性具有重要作用。常用浓度为0.5~1.5%。

人血清白蛋白（HSA）：高附加值菌种（如工程菌）保护，需严格病原体筛查。

4. 多元醇类保护剂

甘油：小分子保护剂，能够提高药物的溶解性。对一些细胞因子冻干品反复冻融效果具有明显保护作用，常用浓度为0.2~1%。

甘露醇：保护效果较差，粒子易聚集，但可作为优良的骨架剂使用。

山梨醇：通过物理屏障减少水分和氧气的接触。

5. 其他类保护剂

聚乙二醇（PEG）：能够在生物活性物质表面形成保护膜，减少水分和氧气的接触。

表面活性剂：Tween-20、Tween-80（0.005 %–0.02 %）；降低气-液/固-液界面张力，阻止蛋白在界面变性；改善饼孔隙率，减少复溶泡沫，常用于易起泡或高浓度样品。

二硫键修复剂：谷胱甘肽（GSH/GSSG）、DTT、β-巯基乙醇；DTT和β-巯基乙醇的还原性过强，且有挥发性，不适合用于冻干制剂的长期储存，优先选择谷胱甘肽；浓度过高会导致二硫键的过度还原，反而影响蛋白的构象；需与其他保护剂搭配使用，单独使用无保护效果。

     

五、 常见误区与解决方案

误区1：保护剂浓度越高，保护效果越好。

纠正：过高浓度的保护剂会导致溶液黏度增大，冻干过程中冰晶升华困难，反而会增加细胞因子的损伤。如蔗糖的浓度超过15%，会导致冻干粉末溶解性下降，活性回收率降低。

解决方案：通过预实验设置浓度梯度（如5%、8%、10%、12%），筛选最优浓度。

     

误区2：所有细胞因子都可以使用相同的冻干配方。

纠正：不同细胞因子的结构、稳定性存在差异，对保护剂的需求也不同。如疏水性较强的细胞因子（如TNF-α）需要更多的载体蛋白来防止聚集，而亲水性较强的细胞因子（如IL-10）对糖类的保护效果更敏感。

解决方案：根据细胞因子的特性，选择对应的基础配方，再进行个性化优化。

    

误区3：冻干后的细胞因子粉末可以无限期储存。

纠正：即使添加了保护剂，冻干后的细胞因子活性也会随时间缓慢下降。如在-20℃储存，活性每年会下降5%~10%；在-80℃储存，活性下降速度会显著减慢，但仍无法无限期保存。

解决方案：冻干后的细胞因子应分装为单次使用量，密封后低温储存，并在规定时间内使用。

    

如果您的实验设计对蛋白的制剂成分有特殊要求时，请在订购前仔细查看说明书或者咨询技术了解详情，选择最适合的产品。

  

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在细胞培养和治疗中，针对不同类型的细胞选择合适的细胞因子至关重要。以下是针对常见细胞类型的细胞因子选择指南，涵盖干细胞、免疫细胞、类器官和其他功能细胞等。

产品应用	产品货号	产品名称	产品货号	产品名称	产品货号	产品名称
T/NK细胞培养	90267ES	Human IL-2	90147ES	Mouse IL-7	90215ES	Human IL-21
	90142ES	Mouse IL-2	90113ES	Human IL-15	90233ES	Mouse IL-21
	90188ES	Human IL-7	90218ES	Mouse IL-15	90262ES	Human IL-12
细胞因子诱导的杀伤细胞培养（CIK细胞）	90267ES	Human IL-2	91207ES	Human IFN-γ	90100ES	Human IL-1α
	90142ES	Mouse IL-2	91212ES	Mouse IFN-γ	90139ES	Mouse IL-1α
树突状细胞（DC细胞）培养	92259ES	Human FLT3L	90606ES	Human sCD40L	90140ES	Mouse IL-1 beta
	91117ES	Human G-CSF	95589ES	Mouse sCD40L	90105ES	Human IL-4
	91102ES	Human GM-CSF	90601ES	Human TNF-alpha	90144ES	Mouse IL-4
	91115ES	Mouse GM-CSF	90621ES	Mouse TNF-α	90107ES	Human IL-6
	91103ES	Human M-CSF	90100ES	Human IL-1 alpha	90146ES	Mouse IL-6
	92116ES	Mouse M-CSF	90277ES	Human IL-1 beta
干细胞培养常用蛋白	92602ES	Human Laminin 521	92054ES	Human BMP-7	92804ES	Human EPO
	92634ES	Human Laminin-511 E8	91303ES	Human FGF-4	92211ES	Human IGF-1
	92619ES	Human Fibronectin	91304ES	Human KGF/FGF-7	92254ES	Human OSM
	92549ES	Human Vitronectin	91306ES	Human FGF-10	90282ES	Human IL-11
	91701ES	Human/Mouse/Rat TGF-β1	92251ES	Human SCF	90601ES	Human TNF-alpha
	91709ES	Human/Mouse/Rat TGF-β2	92260ES	Mouse SCF	91708ES	Human/Mouse/Rat Activin A
	91705ES	Human TGF-β3	90604ES	Human BAFF	95132ES	Human FGF8b
	91330ES	Human bFGF/FGF-2	92279ES	Human FLT3L	92102ES	Human GDNF
	91315ES	Mouse bFGF/FGF-2	91517ES	Human VEGF165	92128ES	Human NT-3
	92708ES	Human EGF	92261ES	Human TPO	92123ES	Human CNTF
	92702ES	Human HB-EGF	91605ES	Human PDGF-BB	90609ES	Human 4-1BBL
	92703ES	Mouse EGF	92275ES	Human DKK1	92566ES	Human SHH
	91102ES	Human GM-CSF	95124ES	Human DLL4	92288ES	Human Holo-Transferrin
	91103ES	Human M-CSF	91117ES	Human G-CSF/CSF3	92289ES	Human Apo-Transferrin
	91708ES	Human/Mouse/Rat Activin A	92711ES	Human NRG1-beta1	92210ES	Human LR3 IGF-1
	90101ES	Human IL-1 beta	92111ES	Human LIF	92211ES	Human IGF-1
	90104ES	Human IL-3	92256ES	Mouse LIF	92802ES	Human PTH
	90107ES	Human IL-6	92055ES	Human HGF	93874ES	Human DLL-4
	90189ES	Human IL-8	90108ES	Human IL-9	94207ES	Human DLL-1
	92060ES	Human BMP-2	92129ES	Human/Mouse/Rat BDNF
	92053ES	Human BMP-4	92122ES	Human beta-NGF
巨噬细胞培养常用蛋白	91207ES	Human IFN-γ	90109ES	Human IL-10	91102ES	Human GM-CSF
	91212ES	Mouse IFN-γ	90149ES	Mouse IL-10	91115ES	Mouse GM-CSF
	90105ES	Human IL-4	90112ES	Human IL-13	91103ES	Human M-CSF
	90144ES	Mouse IL-4	90151ES	Mouse IL-13	91114ES	Mouse M-CSF
类器官培养常用蛋白	92294ES	Human Wnt-3a	91306ES	Human FGF-10	92711ES	Human NRG1-beta1
	92278ES	Human RSPO1	91319ES	Mouse FGF-10	92566ES	Human SHH
	92295ES	Mouse RSPO1	91304ES	Human FGF-7	91517ES	Human VEGF165
	92623ES	Human Noggin	91316ES	Mouse FGF-7	91303ES	Human FGF-4
	92291ES	Mouse Noggin	92055ES	Human HGF	92128ES	Human NT-3
	92708ES	Human EGF	92053ES	Human BMP-4	92283ES	Human RSPO3
	92703ES	Mouse EGF	92054ES	Human BMP-7	92129ES	Human/Mouse/Rat BDNF
	91330ES	Human bFGF	92254ES	Human OSM
	91315ES	Mouse bFGF	92516ES	Human Epiregulin
破骨细胞培养蛋白	95625ES	Mouse RANKL	91114ES	Mouse M-CSF	90633ES	Human RANKL
	91103ES	Human M-CSF

    

  

细胞因子选购指南

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