低温之所以能够引起变性，是因为非极性基团在水中的溶解度随温度降低而增加，导致重组蛋白中的疏水作用减弱。像热变性一样，低温变性也是由焓驱动的。

低温变性对寡聚蛋白影响比较大，因为寡聚体之间的相互作用实际上是疏水作用。理论上来说疏水作用力即解折叠自由能和温度之间呈抛物线关系，这就意味着重组蛋白不但有最稳定对应温度，还有不稳定对应最高温度和最低温度。

冷冻变性主要包括 4 个方面的影响：

• 浓缩影响：冰晶形成过程中，溶质被浓缩，离子强度和蛋白浓度升高。
• 冰水界面的影响：冰水界面可能诱导蛋白吸附并发生构象变化。
• pH 值变化的影响：缓冲盐在冷冻过程中可能发生选择性结晶，导致局部 pH 剧烈变化。
• 相分离的影响：某些组分可能发生相分离，改变蛋白所处的微环境。

对不同重组蛋白来说，这些影响可能同时起作用，也有可能只是部分起作用。

糖类中常用的是二糖，蔗糖和海藻糖是最常用的二糖。相对于蔗糖来说，海藻糖用来保护重组蛋白的效果更好，这是因为海藻糖的玻璃态转化温度比较高。

此外，海藻糖还有一些优点：

• 吸水性小：不易从环境中吸收水分，有利于维持冻干制剂的低水分状态。
• 自身分子内部不形成氢键：有利于和重组蛋白形成氢键，替代失去的水化层。
• 低的化学反应性：不易与蛋白发生副反应，稳定性好。

因此在许多重组蛋白的冻干配方中使用海藻糖。

高分子化合物中经常用的是血清白蛋白，它既可以作为冷冻保护剂也可以用作干燥保护剂，它保护蛋白的效果得到广泛的认可。

但是由于它可能含有病原体，这阻碍了它的应用。现在一般用重组人白蛋白代替血清白蛋白作为蛋白质的保护剂。

冻干技术的基本原理是把重组蛋白溶液先在低温环境下冻结，再在真空条件下干燥，形成重组蛋白固体制剂。其中干燥过程又可分为去除结晶水的初步干燥和去除结合水的二次干燥。但是由于冻干过程实质上是物质和能量的转换过程，因此冷冻干燥本身也会给重组蛋白带来负面影响，导致重组蛋白发生变性作用。

低温之所以能够引起变性，是因为非极性基团在水中的溶解度随温度降低而增加，导致重组蛋白中的疏水作用减弱。像热变性一样，低温变性也是由焓驱动的。低温变性对寡聚蛋白影响比较大，因为寡聚体之间的相互作用实际上是疏水作用。理论上来说疏水作用力即解折叠自由能和温度之间呈抛物线关系，这就意味着重组蛋白不但有最稳定对应温度，还有不稳定对应最高温度和最低温度。

冷冻变性主要包括4个方面的影响：浓缩影响、冰水界面的影响、pH值变化的影响和相分离的影响。对不同重组蛋白来说，这些影响可能同时起作用，也有可能只是部分起作用。

干燥过程的变性主要是发生在去除结合水的二次干燥阶段。重组蛋白在水溶液中是水化的，水化的重组蛋白表面有一层水分子包裹，构成了一个单分子层，这就是水化层，这层水分子是通过氢键和蛋白相互作用的。干燥过程势必要去除一部分水化层的水，而去除水化层的水破坏了蛋白质表面的氢键结构，可能会引起重组蛋白天然结构的变性。这是由于失去氢键的重组蛋白可能把质子转移给羧基，减少了重组蛋白中的电荷分布，电荷密度的降低增强了重组蛋白之间的疏水作用，促进凝聚的形成，导致变性。

糖类中常用的是二糖，蔗糖和海藻糖是最常用的二糖。相对于蔗糖来说，海藻糖用来保护重组蛋白的效果更好，这是因为海藻糖的玻璃态转化温度比较高。此外，海藻糖还有一些优点，比如吸水性小，自身分子内部不形成氢键，有利于和重组蛋白形成氢键，低的化学反应性。因此在许多重组蛋白的冻干配方中使用海藻糖。

高分子化合物中经常用的是血清白蛋白，它既可以作为冷冻保护剂也可以用作干燥保护剂，它保护蛋白的效果得到广泛的认可。但是由于它可能含有病原体，这阻碍了它的应用。现在一般用重组人白蛋白代替血清白蛋白作为蛋白质的保护剂。