2018 Fiscal Year Annual Research Report
Possibility of Glassy Preservation by Microwave Room-Temperature Drying of Biological Proteins
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17K18843
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鶴田 隆治 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (30172068)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱工学 / タンパク質 / マイクロ波泡乾燥 / ガラス化 / 生物製剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質を用いた医薬品が増えているが，溶液状態での安定性確保が困難なため，一般には凍結乾燥（以下FD）によって乾燥保存されている．しかし，FDは乾燥に長時間・高エネルギーを要するうえ，凍結過程でタンパク質が失活，凝集する可能性がある．そこでFDに代わる高速・高品位な乾燥方法としてマイクロ波常温乾燥（以下MVD）に着目した．この研究では，MVDで乾燥させた卵白の分子構造が維持され，リゾチームの分解活性も保存されることを確認することができた．また，熱により敏感とされているプロテアーゼについても，MVDによる乾燥時間の大幅な短縮と分子構造の維持が確認された．加えて，MVDのマイクロ波出力と真空度を調整して試料に発泡状態を形成することにより，更なる高速化を可能とするマイクロ波発泡乾燥（以下MFD）が極めて有効であることを示し，試料の発泡特性の観察と乾燥後の分解活性の評価を行った．
MFDの具体としては，実験試料に卵白，リゾチーム水溶液（10wt%），プロテアーゼ水溶液（10wt%），およびスクロース水溶液（40wt%）各5gを用い，ガラス製のビーカー（容量100mL）に入れて乾燥を行った．発泡乾燥は5kPa，100~200Wの条件で行い，乾燥中の温度がスクロースでは50 ℃以下，それ以外の試料は40℃以下とした．乾燥後の品質評価においては，リゾチームを試料として，紫外可視分光光度計を用いて分解活性測定を行い，基質分解による吸光度変化を測定した．また，乾燥後の試料の保存温度の目安として，示差走査熱量計を用いてガラス転移温度を測定した．
その結果，発泡をともなうMFDによって大幅な乾燥時間の短縮が可能になり，発泡乾燥後にも，リゾチームの分解活性が維持できており，タンパク質の品質が保たれていることを確認した．
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Research Products
(4 results)
