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9分鐘快速分析細(xì)胞培養(yǎng)基:220+化合物一目了然,!

閱讀:1118      發(fā)布時(shí)間:2024-2-23
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在生物治療藥物的生產(chǎn)過程中,,細(xì)胞培養(yǎng)基的關(guān)鍵成分及其濃度比例對細(xì)胞的生長狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量和最終產(chǎn)量具有決定性的影響,。因此,,在優(yōu)化培養(yǎng)條件時(shí),實(shí)時(shí)監(jiān)測培養(yǎng)基中這些關(guān)鍵組分的含量變化顯得尤為重要,。


傳統(tǒng)培養(yǎng)基分析方法通常需要進(jìn)行衍生化反應(yīng)等復(fù)雜的前處理步驟,,檢測時(shí)間較長,,無法滿足快速通量分析的需求,已經(jīng)成為制約現(xiàn)代生物工藝發(fā)展的一大瓶頸,。長時(shí)間分析不僅延長生產(chǎn)周期、增加成本,,還可能導(dǎo)致產(chǎn)品上市時(shí)間延遲,削弱企業(yè)競爭力和經(jīng)濟(jì)效益,。此外,,生物工藝中的變化往往瞬息萬變,,延遲的分析結(jié)果可能無法真實(shí)反映生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況,從而影響到?jīng)Q策的科學(xué)性和有效性,。因此,尋求一種更快速,、更高效的分析方法,,已成為生物制藥行業(yè)迫切的需求。


為了滿足工業(yè)界對快速,、標(biāo)準(zhǔn)化分析方法的迫切需求,,沃特世創(chuàng)新推出了一種細(xì)胞培養(yǎng)基快速分析方法,該方法基于BioAccord LC-MS系統(tǒng),無需繁瑣的衍生步驟,僅需9分鐘即可完成細(xì)胞培養(yǎng)基中220多種營養(yǎng)素的分析,。這一方法不僅大幅提升了分析效率,更以其準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果,,助力分析科學(xué)家和生物工藝工程師獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù),為上游生物工藝的迅速開發(fā)提供有力支持,。



從樣品準(zhǔn)備到數(shù)據(jù)分析的一站式解決方案


如圖1所示,,整個(gè)試驗(yàn)過程包括使用Andrew+ 移液機(jī)器人準(zhǔn)備樣品,借助BioAccord進(jìn)行LC-MS分析,,并通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查看,、分析和報(bào)告的生成。得益于簡化的工作流程和快速的分析過程,,生物工藝工程師能夠更迅速,、更直觀地掌握培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基成分的變化情況,從而能夠及時(shí)地進(jìn)行生物工藝的調(diào)整和優(yōu)化,。


圖片

圖1. 基于Andrew+ Pipette Robot自動(dòng)移液機(jī)器人和BioAccord LC-MS平臺(tái)的細(xì)胞培養(yǎng)基營養(yǎng)素分析實(shí)驗(yàn)流程,。



多種商業(yè)培養(yǎng)基分析驗(yàn)證新方法分析性能


為了驗(yàn)證這種新方法的適用性,我們對多種商業(yè)培養(yǎng)基進(jìn)行了測試,,包括沃特世氨基酸細(xì)胞培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)溶液,、基礎(chǔ)培養(yǎng)基DMEM、IMDM,、適用于CHO細(xì)胞的補(bǔ)料培養(yǎng)基Fed-batch,、HEK293病毒載體培養(yǎng)基以及微生物生長培養(yǎng)基等。圖2清晰地展示了每種氨基酸的提取離子流色譜圖(XIC),。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,新方法在所有測試的培養(yǎng)基樣品中均表現(xiàn)出與耗時(shí)20分鐘的傳統(tǒng)方法相同的準(zhǔn)確度。不僅如此,,新方法還顯著提升了檢測效率,同時(shí)呈現(xiàn)出尖銳且對稱的峰型,,甚至實(shí)現(xiàn)了對同分異構(gòu)體化合物的基線分離,,展現(xiàn)了其分析性能。


圖片

圖2. 沃特世氨基酸細(xì)胞培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)試劑盒中26種化合物的提取離子流色譜圖(XIC),。該方法實(shí)現(xiàn)了兩對同分異構(gòu)體(異亮氨酸與亮氨酸,、2-氨基丁酸與4-氨基丁酸)的基線分離。



新方法精密度和準(zhǔn)確度驗(yàn)證


我們對新開發(fā)的9分鐘檢測方法進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龇椒▽W(xué)驗(yàn)證。通過采用含有26種氨基酸的沃特世氨基酸細(xì)胞培養(yǎng)試劑盒,,該方法展現(xiàn)出出色的性能,。利用1/x2擬合的線性回歸模型,結(jié)合20%偏差排除標(biāo)準(zhǔn),,我們確認(rèn)了該方法具有良好的線性關(guān)系,。此外,在兩種不同濃度的六次重復(fù)進(jìn)樣測試中,,該方法表現(xiàn)出優(yōu)異的精密度和準(zhǔn)確度,,與20分鐘方法相比毫不遜色。這些驗(yàn)證結(jié)果不僅證明了該快速通量方法在定量分析方面的可靠性,,同時(shí)也顯示出其在定性分析方面的適用性,。值得一提的是,即便在沒有標(biāo)準(zhǔn)品的情況下,,該方法也能通過相對響應(yīng)強(qiáng)度為工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和后續(xù)的多元數(shù)據(jù)分析提供豐富的有用信息,。


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表1. 使用沃特世新開發(fā)的9分鐘方法對氨基酸和葡萄糖進(jìn)行定量分析的線性范圍、準(zhǔn)確度和精密度,。實(shí)驗(yàn)中采用了沃特世氨基酸細(xì)胞培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)試劑盒(p/n:186009300),。采用1/x2擬合的線性回歸模型確定線性范圍,并設(shè)定了20%的偏差排除標(biāo)準(zhǔn)以確保數(shù)據(jù)的可靠性,。氨基酸數(shù)據(jù)使用ESI+采集,,葡萄糖數(shù)據(jù)使用ESI-模式采集。



應(yīng)用于CHO細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)中的消耗培養(yǎng)基分析


沃特世開發(fā)的快速高通量LC-MS方法已成功應(yīng)用于CHO細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)cNISTmAb的消耗培養(yǎng)基分析,。通過對14天培養(yǎng)過程中的不同葡萄糖補(bǔ)料條件下使用過的培養(yǎng)基溶液進(jìn)行取樣,,并分別使用9分鐘快速法和傳統(tǒng)的20分鐘方法進(jìn)行分析。分析結(jié)果顯示,,兩種方法在鑒定培養(yǎng)基成分變化方面呈現(xiàn)出相同的趨勢,,并且兩種分析方法之間具有良好的相關(guān)性。這充分表明,,9分鐘快速法能夠獲得與20分鐘法同樣高質(zhì)量的數(shù)據(jù),。這一技術(shù)的成功應(yīng)用將有助于推動(dòng)上游生物工藝的進(jìn)一步發(fā)展,為生物制藥和細(xì)胞治療領(lǐng)域帶來更多的突破,。


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圖3. 不同生物反應(yīng)器中三種代表性氨基酸(天冬氨酸,、亮氨酸和苯丙氨酸)的質(zhì)譜強(qiáng)度隨時(shí)間變化的趨勢。其中,,使用9分鐘方法獲得的數(shù)據(jù)以綠色呈現(xiàn),,而20分鐘方法的數(shù)據(jù)則以藍(lán)色表示。右側(cè)展示了兩種方法獲得的響應(yīng)之間的相關(guān)性,。所有用過的培養(yǎng)基樣品均一式兩份注入,,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,。



優(yōu)勢總結(jié)


沃特世公司推出的新方法僅需9分鐘就能分析細(xì)胞培養(yǎng)基中的營養(yǎng)素,相較于傳統(tǒng)方法效率提升了60%,。該方法結(jié)合了ACQUITY Premier技術(shù)和HSS T3鍵合化學(xué)分離技術(shù),,展現(xiàn)出色譜分離能力,結(jié)果重復(fù)性好,,色譜柱使用壽命長,。通過負(fù)電噴霧電離(ESI-)模式進(jìn)行采集質(zhì)譜數(shù)據(jù),220多種培養(yǎng)基化合物庫篩選,,能夠精準(zhǔn)獲取多種培養(yǎng)基關(guān)鍵營養(yǎng)素(如葡萄糖,、乳酸、谷氨酰胺和谷氨酸等)的重要信息,。整個(gè)分析流程,,包括樣品制備、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成,,每一步都經(jīng)過精心設(shè)計(jì),,旨在為用戶提供高效分析體驗(yàn),幫助用戶更深入地理解和把握細(xì)胞培養(yǎng)基的成分情況,,同時(shí)降低維護(hù)成本并提高分析價(jià)值,。該分析方法有望縮短生產(chǎn)周期、降低成本,,還能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn),、成分分析,為生物制藥行業(yè)的快速發(fā)展提供有力支持,。



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