量子哈希
近年来，mRNA疫苗作为一种新型疫苗技术广泛应用。然而，由于mRNA的脆弱性，容易受到热、光等因素的破坏，因此在运输和储存过程中需要严格控制温度。下面的分析将从mRNA和辅料两个方面解释为什么疫苗需要低温保存。
mRNA疫苗的原理是向身体提供一份编码蛋白质的说明书（mRNA），这份说明书非常正式，外部有一个信封（脂质纳米粒子）包装，内部由前言、正文和结尾（cap, 5’UTR, CDS, 3’UTR, poly-A）组成。信封的目的是将内部内容传递到细胞内。当身体中的细胞打开信封后，根据说明书制造出蛋白质，免疫细胞会识别到该蛋白质与正常细胞产生的蛋白质不同，从而引发一系列免疫反应。在细胞根据说明书制造蛋白质的过程中，由于细胞无法进行思考，这份说明书必须完整无缺，任何缺失都会导致正在制造的蛋白质停止或制造出无用的蛋白质，无法刺激免疫反应的产生。
以辉瑞和莫德纳上市的两款新冠原始株疫苗为例，这两款疫苗都旨在翻译出全长的S蛋白，全长的S蛋白含有约1500个氨基酸，细胞内需要根据3个核苷酸确定一个氨基酸，因此这1500个氨基酸需要4500个核苷酸来确定。全长的S蛋白是说明书的正文，再加上前言和结尾，整个序列的长度估计在5000-6000个核苷酸之间。这五六千个核苷酸需要按照特定顺序排列，只有这样进入细胞后才能制造出目标蛋白质，达到免疫人体的目的。因此，为了保持序列的正确和完整，需要在保存和运输过程中保持低温，减少分子热运动对序列的破坏。
如果说mRNA疫苗从原理上来说需要低温，那么选择合适的辅料来减少冷冻保存过程中的质量损失就变得非常必要。以辉瑞和莫德纳上市的两款新冠原始株疫苗为例，辉瑞疫苗的保存温度为-60ºC以下，莫德纳疫苗的保存温度为-15ºC以下，这与两者所选用的辅料蔗糖有关。
蔗糖溶液的共晶点温度为-9.5℃，玻璃态转变温度为-32℃。蔗糖溶液在0摄氏度以下会产生冰，随着温度的降低，冰的数量逐渐增加，蔗糖溶液逐渐浓缩，直到-9.5℃时，最后一滴浓溶液结冰。结冰后的蔗糖冰块内部会有一小部分具有极高粘度的物质，由于流动性极差，呈现橡胶状性质。当温度降低到-32℃时，这部分具有橡胶状性质的物质会转变成玻璃态，玻璃态失去了流动性，从而保证了疫苗的长期储存。
综上所述，为了确保mRNA疫苗在使用前序列的正确性，需要低温保存。而保存温度与所使用的辅料的共晶点温度和玻璃态转变温度有关。期待科学家能够研发出更多优秀的辅料，以帮助药品的保存。如果本文对您有所帮助，请点赞并关注，笔者将持续提供相关内容！
