大学团队的二氧化硅涂层可以防止疫苗在室温下变质

疫苗是出了名的善变。大多数配方在大约2°C到8°C之间是稳定的，但在其他温度下，其中的生物分子开始降解，使其失效。

早在2019冠状病毒病之前，冷链是向偏远、危险或贫困地区分发疫苗的障碍。因此，全世界有数百万儿童错过了拯救生命的疫苗接种。

分别Sartbaeva2010年，她的女儿出生后，她开始对疫苗感兴趣。她说:“我开始发现，有多少儿童因为无法接种疫苗而无法获得疫苗。”他说，我挖掘出的数字非常可怕。

2019年的一项研究估计25%的疫苗剂量在到达目的地时被降级。根据世界卫生组织的数据在美国，2019年有1900多万婴儿没有接受常规的拯救生命的疫苗接种。

21世纪10年代初，萨特巴耶娃在英国牛津大学研究二氧化硅材料，她决定采取行动。她回忆说:“我想，让我们看看是否可以用二氧化硅来稳定疫苗。”

似乎是二氧化硅保护了蛋白质

在皇家学会奖学金和产假期间的额外时间的支持下，一个副业项目开始成形。萨特巴耶娃早期的资助申请遭到拒绝，她的想法最初受到同事们的怀疑，但渐渐地，她找到了合作者，雇用了在疫苗公司工作过的学生，并通过校友基金和相信她的想法有潜力的支持者的个人捐款获得了资金支持。该团队的第一份关于硅化的出版物于2017年出版。¹

十年过去了，萨特巴耶娃和她在巴斯大学的团队刚刚获得了硅化技术的美国专利，这种方法被誉为稳定救命疫苗的开创性方法。除此之外，该团队还赢得了健康类必威手机登陆皇家化学学会新兴技术竞赛在2020年IChemE全球大奖生物技术奖在2017年。

定制二氧化硅涂层

用硅涂层量身定制疫苗的技术依赖于溶胶-凝胶工艺。硅前体，正硅酸四乙酯，水解形成正硅酸。一旦分解，这种化合物就会与目标蛋白质混合，目标蛋白质就像催化剂一样吸引二氧化硅。正硅酸形成一个网络，在单个蛋白质周围生长成紧密的外衣。蛋白质-二氧化硅颗粒生长并聚集成簇，形成负载蛋白质的二氧化硅粉末，可以收集和存储，直到需要时。

萨特巴耶娃解释说:“因为我们在每个蛋白质周围都覆盖了一层二氧化硅，所以可以防止它们展开。”硅化蛋白在异常高温和低温下都是稳定的。研究小组将粉末冷冻起来，并将其加热到沸点。萨特巴耶娃说:“似乎是二氧化硅保护蛋白质免受这些伤害。”

在去年发表的一项研究中，²Sartbaeva的团队使用硅化来稳定破伤风毒素C片段(TTCF)，这是白喉、破伤风和百日咳(DTP)疫苗中存在的完全破伤风神经毒素的组成部分。TTCF是一种有效的免疫原，但在冷链运输中容易出现问题。

单独的ttcf -二氧化硅纳米颗粒在几秒钟内形成并生长，几分钟后，含有蛋白质的纳米颗粒形成了组成干燥粉状产品的簇。萨特巴耶娃的团队在室温下将粉末储存了一个月，并在没有任何专门设备的情况下进行运输。

储存后，研究小组在小鼠体内实验中测试了硅化疫苗。它引发了与原生TTCF相同的免疫反应。

独立于冷链

Sartbaeva估计硅化可用于将疫苗的保质期延长数年，可能长达5年、10年甚至15年。他们目前的实验数据长达四年。她希望这项技术将被用于储存和运输儿科疫苗到低收入国家，使它们更广泛地获得，并最终帮助在目前被切断了冷链的地方根除疫苗可预防的疾病。

这种方法的警告是，它可能不适用于所有疫苗。到目前为止，该团队已经在14个目标上进行了测试。其中一个是非常具有挑战性的硅酸盐。目前尚不清楚究竟是什么决定了这种方法对大多数疫苗有效，还是只对部分疫苗有效。但是Sartbaeva乐观地认为这种方法可以广泛应用，并计划扩展到硅化抗体和诊断设备。

该团队还在研究将该技术应用于Covid-19疫苗。他们的目标是与牛津-阿斯利康疫苗小组建立联系，因为与辉瑞和Moderna的mRNA疫苗相比，由于其基于病毒的特性，这可能是最容易实现硅化的目标。

目前，硅化技术才刚刚开始慢慢走向商业化。该团队正考虑从巴斯大学(University of Bath)剥离出来，将这项技术推向市场。萨特巴耶娃将继续留在学术界，并以学术顾问的身份帮助公司发展，她说:“如果成立一家公司是推进这一目标最简单的途径，那么就应该这样做。”