在生命系統中，蛋白質存在于細胞液、血液或其他體液環境中，被各種溶質包圍，可通過體積排阻效應來穩定自身。除了體積排阻效應外，生物大分子的穩定性還與多種因素有關。此外，一些蛋白質在本質上是不穩定的，因此，大多數蛋白質在水溶液中不穩定。必須進一步提升蛋白質穩定性，以便進行表征研究、藥物研發、疾病治療或其他用途。

常用的提升蛋白穩定性方法是添加高濃度的糖類、多元醇和氨基酸。治療性蛋白質則需要更嚴格的條件來確保其長期儲存的穩定性。這些穩定劑，也稱作藥用輔料，在提升蛋白質穩定性方面中起主要作用。

氨基酸在蛋白質的純化、加工和儲存中起著重要作用，基于以下兩個觀察結果:

（1）某些氨基酸，被稱為“滲透物”或“相容性溶質”，因為當這些低分子量溶質暴露于高環境鹽濃度時，它們會在細胞或生物體中不斷積累以提高滲透壓。選擇這些滲透溶質而不是其他小分子是由于它們與細胞中的大分子結構和功能的相容性，因此它們被稱為“相容性溶質”。相容溶質通常不會干擾酶的活性或蛋白質的功能結構。此外，它們不僅與大分子功能兼容，而且還增強了大分子，特別是蛋白質的穩定性。因此，氨基酸可以用來穩定蛋白質而不影響其功能。

（2）在干燥狀態下，某些小分子在維持生物大分子天然結構方面是有效的。許多生物在脫水的情況下存活，這種現象被稱為“低濕隱生”。這些生物在細胞內大量積累海藻糖。了解海藻糖保護這些生物體和細胞免受脫水影響的機制，使人們認識到需要某些添加劑來保護蛋白質免受冷凍和冷凍干燥等惡劣條件的影響，并增加蛋白質干燥狀態下的儲存穩定性。后續研究表明，氨基酸在冷凍或冷凍干燥狀態下也可以為蛋白質的穩定提供保護作用。