Monitoring of 20 Amino Acids and Other Key Compounds in Fermentation Processes
Aplikace | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza aminokyselin v biotechnologických procesech je klíčová pro optimalizaci růstu mikroorganismů a produkci cílových látek.
Aminokyseliny ovlivňují biologické dráhy, výkonnost buněk a kvalitu konečného produktu.
Intervalní sledování jejich koncentrace umožňuje přesné řízení doplňování živin ve fed-batch a perfuzních kulturách.
Vyvinout a validovat metodu LC/MS/MS pro kvantifikaci 20 podivatelných aminokyselin bez nutnosti derivatizace.
Porovnat jednoduchost přípravy vzorků a dobu analýzy s konvenčními RP-HPLC a GC/MS postupy.
Uplatnit metodu pro sledování dynamiky aminokyselin v bioreaktorových kulturách.
Vzorky kultur byly odstředěny, filtrovány 0,2 µm filtrem a ředěny 0,1 N HCl a acetonitrilem.
Chromatografická separace probíhala na Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z kolonu (2,1×150 mm, 2,7 µm) při 30 °C, průtok 0,6 mL/min, gradient z 100 % akrylonitrilu na vodně-formátový pufr pH 3.
Detekce na Agilent 6490 Triple Quadruple LC/MS s AJS ESI pozitivním módem, vícečetným reakcím monitorováním (MRM), optimalizovanými fragmentačními a kolizními energiemi.
Linearita pro většinu aminokyselin R² > 0,99 a citlivost LOD v řádu nM–µM.
Přesnost a opakovatelnost intraraktní i mezi-runové do ±20 %.
Rozlišení izobarů leucin/izoleucin a threonin/homoserin umožnilo přesnou kvantifikaci bez chromatografických komplikací.
Při sledování E. coli auxotrofní na Met a Thr se prokázalo rozdílné tempo spotřeby a neočekávané hromadění alaninu a homoserinu.
Minimalizace přípravných kroků a rychlý průběh analýzy (~18 min) výrazně zkracují dobu odezvy laboratoře.
Možnost sledovat metabolické odlivy uhlíku a optimalizovat strategii doplňování živin ve skutečných bioreaktorech.
Integrace sledování volných nukleotidů, vitaminů a malých organických kyselin s využitím segmentované metody MRM.
Možnost aplikace v průmyslové fermentaci a metabolomických studiích buněčných linií a kvasinek.
Vývoj pokročilých datových analýz pro automatizované monitorování a řízené dávkování substrátů.
Vyvinutá LC/MS/MS metoda pro 20 aminokyselin nabízí vynikající citlivost, linearitu a reprodukovatelnost bez derivatizace.
Umožňuje detailní sledování průběhu fermentací a metabolitů v reálném čase s minimálním zásahovým časem.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza aminokyselin v biotechnologických procesech je klíčová pro optimalizaci růstu mikroorganismů a produkci cílových látek.
Aminokyseliny ovlivňují biologické dráhy, výkonnost buněk a kvalitu konečného produktu.
Intervalní sledování jejich koncentrace umožňuje přesné řízení doplňování živin ve fed-batch a perfuzních kulturách.
Cíle a přehled studie
Vyvinout a validovat metodu LC/MS/MS pro kvantifikaci 20 podivatelných aminokyselin bez nutnosti derivatizace.
Porovnat jednoduchost přípravy vzorků a dobu analýzy s konvenčními RP-HPLC a GC/MS postupy.
Uplatnit metodu pro sledování dynamiky aminokyselin v bioreaktorových kulturách.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky kultur byly odstředěny, filtrovány 0,2 µm filtrem a ředěny 0,1 N HCl a acetonitrilem.
Chromatografická separace probíhala na Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z kolonu (2,1×150 mm, 2,7 µm) při 30 °C, průtok 0,6 mL/min, gradient z 100 % akrylonitrilu na vodně-formátový pufr pH 3.
Detekce na Agilent 6490 Triple Quadruple LC/MS s AJS ESI pozitivním módem, vícečetným reakcím monitorováním (MRM), optimalizovanými fragmentačními a kolizními energiemi.
Hlavní výsledky a diskuse
Linearita pro většinu aminokyselin R² > 0,99 a citlivost LOD v řádu nM–µM.
Přesnost a opakovatelnost intraraktní i mezi-runové do ±20 %.
Rozlišení izobarů leucin/izoleucin a threonin/homoserin umožnilo přesnou kvantifikaci bez chromatografických komplikací.
Při sledování E. coli auxotrofní na Met a Thr se prokázalo rozdílné tempo spotřeby a neočekávané hromadění alaninu a homoserinu.
Přínosy a praktické využití metody
Minimalizace přípravných kroků a rychlý průběh analýzy (~18 min) výrazně zkracují dobu odezvy laboratoře.
Možnost sledovat metabolické odlivy uhlíku a optimalizovat strategii doplňování živin ve skutečných bioreaktorech.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace sledování volných nukleotidů, vitaminů a malých organických kyselin s využitím segmentované metody MRM.
Možnost aplikace v průmyslové fermentaci a metabolomických studiích buněčných linií a kvasinek.
Vývoj pokročilých datových analýz pro automatizované monitorování a řízené dávkování substrátů.
Závěr
Vyvinutá LC/MS/MS metoda pro 20 aminokyselin nabízí vynikající citlivost, linearitu a reprodukovatelnost bez derivatizace.
Umožňuje detailní sledování průběhu fermentací a metabolitů v reálném čase s minimálním zásahovým časem.
Reference
- Walther T.; Calvayrac F.; Malbert Y.; Alkim C.; Dressaire C.; Cordier H.; Francois J. M. Construction of a synthetic pathway for the production of 2,4-dihydroxybutyric acid from homoserine. Metab. Eng. 2018, 45, 237–245.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quantitative Analysis of Underivatized Amino Acids in Plant Matrix by Hydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) with LC/MS Detection
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Food Testing, Metabolomics, Agricultural Chemistry, Environmental Quantitative Analysis of Underivatized Amino Acids in Plant Matrix by Hydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) with LC/MS Detection Authors Abstract Yuxiong Huang, Weiwei Li, and Arturo Keller University of California, Santa Barbara This…
Klíčová slova
homoserine, homoserineamino, aminoisoleucine, isoleucinecitrulline, citrullineleucine, leucineacid, acidthreonine, threoninemethionine, methioninevaline, valinehistidine, histidineproline, prolineglutamine, glutaminecysteine, cysteineaspartic, asparticglutamic
A Validated Method for the Quantification of Amino Acids in Mammalian Urine
2016|Waters|Aplikace
A Validated Method for the Quantification of Amino Acids in Mammalian Urine Nicola Gray and Robert Plumb Waters Corporation, Milford, MA, USA A P P L I C AT I O N B E N E F I T S…
Klíčová slova
amino, aminoacid, acidmammalian, mammalianacids, acidsurine, urineglutamic, glutamicquantification, quantificationvalidated, validatedaspartic, asparticproline, prolinealanine, alaninebutyric, butyricthreonine, threoninevaline, valinehistidine
Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 150 Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths INTRODUCTION Cell cultures and fermentation broths are used in the manufacture of biotherapeutics and many other biological materials produced using recombinant genetic technology. Broths are also used…
Klíčová slova
amino, aminobroths, brothsfermentation, fermentationacids, acidsbroth, brothsigma, sigmanaoh, naohcarbohydrates, carbohydratescultures, culturesaaa, aaaypd, ypdmedia, mediachemical, chemicalcell, cellculture
Analysis of Amino Acids in Animal Feed Matrices Using the Ultivo Triple Quadrupole LC/MS System
2019|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Food Testing & Agriculture Analysis of Amino Acids in Animal Feed Matrices Using the Ultivo Triple Quadrupole LC/MS System Figure 1. Ultivo integrated into LC stack. Authors Jennifer Hitchcock1, Yanan Yang1, Gaëlle Bridon2, Hélène Lachance3, and Mathieu D’Amours3…
Klíčová slova
positive, positivelinear, linearultivo, ultivoisoleucine, isoleucinephenylalanine, phenylalanineppb, ppbmethionine, methionineleucine, leucinecystine, cystineunderivatized, underivatizedamino, aminoquadratic, quadraticglutamic, glutamictyrosine, tyrosineacid