115年:藥學三(第1次)
生物製劑中安定劑與其作用之配對，下列何者錯誤？
Aleucine—抑制aggregation
Bascorbic acid —維持蛋白質結構穩定
CEDTA—移除金屬離子以抑制氧化反應
Dethanolamine —作為cryoprotectant
詳細解析
本題觀念：
本題考查的是生物製劑（Biologics/Biopharmaceuticals）處方設計中安定劑（Stabilizers）與賦形劑（Excipients）的功能。生物製劑（如蛋白質藥物、抗體）對環境極為敏感，容易發生聚集（Aggregation）、氧化（Oxidation）、去摺疊（Unfolding）等不穩定現象。因此，處方中需加入特定的賦形劑來維持其物理與化學穩定性。
選項分析
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A. leucine — 抑制aggregation (正確)
- 分析：Leucine（白胺酸）是一種疏水性胺基酸。在生物製劑的乾燥粉末（如吸入劑、噴霧乾燥製劑）中，Leucine 具有表面活性，會優先累積在氣-液介面（Air-liquid interface），形成保護殼。這能減少蛋白質在介面處的吸附與變性，從而抑制蛋白質的聚集（Aggregation），同時也能改善粉末的流動性與分散性。
- 結論：配對正確。
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B. ascorbic acid — 維持蛋白質結構穩定 (正確)
- 分析：Ascorbic acid（維生素C）是一種強效抗氧化劑（Antioxidant）。蛋白質中的特定胺基酸（如 Methionine, Cysteine, Tryptophan）容易受到氧化攻擊，導致蛋白質結構改變、斷裂或聚集。抗氧化劑通過自身被氧化來清除活性氧或是自由基，從而保護蛋白質免受化學降解，間接維持其結構的完整性與穩定性。
- 結論：配對正確（雖然其直接機制是抗氧化，但廣義上屬於維持結構穩定的化學安定劑）。
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C. EDTA — 移除金屬離子以抑制氧化反應 (正確)
- 分析：EDTA（Ethylenediaminetetraacetic acid）是一種螫合劑（Chelating agent）。微量的重金屬離子（如銅、鐵）是氧化反應的強力催化劑。EDTA 能與這些金屬離子形成穩定的複合物（螫合），使其失去催化活性，從而有效抑制氧化反應的發生。
- 結論：配對正確。
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D. ethanolamine — 作為cryoprotectant (錯誤)
- 分析：Ethanolamine（乙醇胺）在藥物製劑中主要用作緩衝劑（Buffering agent）（pKa 約 9.5）或pH調節劑，用於維持溶液的酸鹼值。
- **抗凍劑（Cryoprotectant）**通常是指能夠保護生物組織或蛋白質免受冷凍損傷的物質。常見的抗凍劑包括：
- 糖類：Sucrose（蔗糖）、Trehalose（海藻糖）。
- 多元醇：Mannitol（甘露醇）、Sorbitol（山梨醇）、Glycerol（甘油）。
- 聚合物：PEG（聚乙二醇）。
- 胺基酸：Glycine（甘胺酸）、Arginine（精胺酸）有時也作為抗凍保護劑或增溶劑。
- Ethanolamine 並非標準的抗凍劑，其主要功能並非防止冰晶生成或提供玻璃態保護。
- 結論：配對錯誤。
答案解析
本題要求選出錯誤的配對。選項 D (ethanolamine — 作為cryoprotectant) 是錯誤的。Ethanolamine 在生物製劑處方中主要扮演緩衝劑的角色，而非抗凍劑。常見的抗凍劑應為蔗糖、海藻糖或甘油等物質。
核心知識點
考生應掌握生物製劑處方中常見賦形劑的分類與功能：
- 緩衝劑 (Buffers)：維持 pH 值，穩定蛋白質結構。
- 例：Phosphate, Citrate, Acetate, Histidine, Ethanolamine, Tromethamine (TRIS).
- 抗氧化劑 (Antioxidants)：防止氧化降解。
- 例：Ascorbic acid, Methionine, Glutathione, Sodium thiosulfate.
- 螫合劑 (Chelating agents)：捕捉金屬離子，抑制金屬催化的氧化。
- 例：EDTA, DTPA.
- 抗凍劑/凍晶保護劑 (Cryoprotectants/Lyoprotectants)：防止冷凍/乾燥過程中的損傷（冰晶形成、結構破壞）。
- 例：Sucrose, Trehalose (優先排斥機制/水替代假說), Glycerol, Mannitol, Glycine.
- 抗聚集劑/界面活性劑 (Anti-aggregation agents/Surfactants)：防止介面變性與聚集。
- 例：Polysorbate 20/80 (Tween), Poloxamer 188, Leucine.