Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths
Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza aminokyselin v buněčných kulturách a fermentačních médiích je klíčová pro optimalizaci bioprodukčního procesu a kvalitu bioterapeutik.
Komplexní složení živných agens obsahuje buď nedetekovatelné chromofory, nebo vysoké koncentrace sacharidů, které komplikují klasické UV-metody.
Cílem bylo demonstrovat metodu AAA-Direct kombinující vysokovýkonnou aniontovou chromatografii (AEC) na kolóně AminoPac PA10
a integrovanou pulzní amperometrii (IPAD) pro přímou simultánní detekci všech běžných aminokyselin, sacharidů a alditolů v médiích.
Studie porovnala různé počáteční koncentrace NaOH, ověřila linearitu, přesnost, přesnost opakování i reálné vzorky YPD, LB, MEM
a hybridomové médium.
Eluenty: voda, 250 mM NaOH a 1 M vakuově sušený octan sodný pod inertní atmosférou.
Gradienty AAA-Direct uváděné jako „x/y“, kde x je počáteční [NaOH] v mM a y izokratická doba v min.
Optimální rozlišení aminokyselin a glukózy bylo dosaženo při 20–60 mM NaOH a izokratických fázích 2–8 min.
Vzorky: 100–1000× ředěné supernatanty YPD, LB, MEM, hybridomového media analýza přímou injekcí 10–25 µL.
Kolóna AminoPac PA10 separuje 50+ analytů na jedné chromatogramu během 50 min.
Úprava počáteční [NaOH] zásadně mění retenci raně eluujících aminokyselin versus sacharidů (např. oddělení Ala/Thr od glukózy při 40–50 mM).
Lineární rozsah detekce aminokyselin dosahuje 25–750 µM (peak area), pro glukózu 250–500 µM.
Přesnost retence <0,7 % RSD, přesnost plochy 1–8 % RSD při 5denním kontinuálním provozu.
Jednorázové zlaté pracovní elektrody AAA-Direct zvyšují reprodukovatelnost odpovědi mezi elektrodami na 2–9 % RSD,
odpověď na aminokyseliny je o 5–15 % vyšší než u konvenčních elektrod.
V reálných médiích: YPD (20 g/L glukóza, 1000× ředění) stanoví 23 aminokyselin a sacharidů,
LB (10× ředění) rozliší 29 aminokyselin + 49 ostatních sloučenin, MEM (100×) a hybridoma médium (100×) potvrdily stanovení 22 aminokyselin.
Sektor bioprocesních analytik směřuje k on-line a on-stream monitorování fermentačních procesů;
další miniaturizace a multiplexace na mikrofluidních platformách; automatizace pre-kolónové přípravy vzorků;
rozšíření metod o biogenní aminy, peptidy, glykosylované produkty;
komplexní chemometrické vyhodnocení pro pokročilou kontrolu kvality a optimalizaci produkce.
Metoda AAA-Direct spojuje AEC na kolóně AminoPac PA10 a IPAD pro přímé, citlivé a vysoce reprodukovatelné stanovení aminokyselin a sacharidů
v komplexních médiích. Volba počátečního gradientu NaOH umožňuje optimalizovat separaci v závislosti na vzorku. Jednorázové zlaté elektrody zajišťují konzistentní elektrochemický signál a snižují náklady na údržbu.
HPLC
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza aminokyselin v buněčných kulturách a fermentačních médiích je klíčová pro optimalizaci bioprodukčního procesu a kvalitu bioterapeutik.
Komplexní složení živných agens obsahuje buď nedetekovatelné chromofory, nebo vysoké koncentrace sacharidů, které komplikují klasické UV-metody.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo demonstrovat metodu AAA-Direct kombinující vysokovýkonnou aniontovou chromatografii (AEC) na kolóně AminoPac PA10
a integrovanou pulzní amperometrii (IPAD) pro přímou simultánní detekci všech běžných aminokyselin, sacharidů a alditolů v médiích.
Studie porovnala různé počáteční koncentrace NaOH, ověřila linearitu, přesnost, přesnost opakování i reálné vzorky YPD, LB, MEM
a hybridomové médium.
Použitá instrumentace
- Dionex BioLC system: GP50 gradientní pumpa s degasem, 2 mm mikrobor kolóna
- ED50 elektrochemický detektor v pH módu s referencí Ag/AgCl
- Pracovní elektrody AAA-Direct Certified Disposable Au
- AS50 autosampler s termostatovaným podavačem
- Chromeleon Chromatography Workstation
Použitá metodika
Eluenty: voda, 250 mM NaOH a 1 M vakuově sušený octan sodný pod inertní atmosférou.
Gradienty AAA-Direct uváděné jako „x/y“, kde x je počáteční [NaOH] v mM a y izokratická doba v min.
Optimální rozlišení aminokyselin a glukózy bylo dosaženo při 20–60 mM NaOH a izokratických fázích 2–8 min.
Vzorky: 100–1000× ředěné supernatanty YPD, LB, MEM, hybridomového media analýza přímou injekcí 10–25 µL.
Kolóna AminoPac PA10 separuje 50+ analytů na jedné chromatogramu během 50 min.
Hlavní výsledky a diskuse
Úprava počáteční [NaOH] zásadně mění retenci raně eluujících aminokyselin versus sacharidů (např. oddělení Ala/Thr od glukózy při 40–50 mM).
Lineární rozsah detekce aminokyselin dosahuje 25–750 µM (peak area), pro glukózu 250–500 µM.
Přesnost retence <0,7 % RSD, přesnost plochy 1–8 % RSD při 5denním kontinuálním provozu.
Jednorázové zlaté pracovní elektrody AAA-Direct zvyšují reprodukovatelnost odpovědi mezi elektrodami na 2–9 % RSD,
odpověď na aminokyseliny je o 5–15 % vyšší než u konvenčních elektrod.
V reálných médiích: YPD (20 g/L glukóza, 1000× ředění) stanoví 23 aminokyselin a sacharidů,
LB (10× ředění) rozliší 29 aminokyselin + 49 ostatních sloučenin, MEM (100×) a hybridoma médium (100×) potvrdily stanovení 22 aminokyselin.
Přínosy a praktické využití metody
- Simultánní detekce aminokyselin a sacharidů bez derivatizace
- Vysoká citlivost (detekční limity v nM–µM oblasti) a široký lineární rozsah
- Vysoká reprodukovatelnost (<10 % RSD) pro rutinní QA/QC
- Jednoduchá příprava vzorků (přímá injekce ředěných supernatantů)
- Snadná výměna vyčerpané elektrody díky jednorázovému Au formátu
Budoucí trendy a možnosti využití
Sektor bioprocesních analytik směřuje k on-line a on-stream monitorování fermentačních procesů;
další miniaturizace a multiplexace na mikrofluidních platformách; automatizace pre-kolónové přípravy vzorků;
rozšíření metod o biogenní aminy, peptidy, glykosylované produkty;
komplexní chemometrické vyhodnocení pro pokročilou kontrolu kvality a optimalizaci produkce.
Závěr
Metoda AAA-Direct spojuje AEC na kolóně AminoPac PA10 a IPAD pro přímé, citlivé a vysoce reprodukovatelné stanovení aminokyselin a sacharidů
v komplexních médiích. Volba počátečního gradientu NaOH umožňuje optimalizovat separaci v závislosti na vzorku. Jednorázové zlaté elektrody zajišťují konzistentní elektrochemický signál a snižují náklady na údržbu.
Reference
- Clarke AP, Jandik P, Rocklin RD, Liu Y, Avdalovic N. Anal Chem. 1999;71:2774–2781.
- Robinett RSR, Herber WK. J Chromatogr. 1994;671:315–322.
- Hanko VP, Rohrer JS. J Chromatogr. 1994;676:287–295.
- Herber WK, Robinett RSR. J Chromatogr. 1994;676:287–295.
- Dionex Corp. Application Note 150. Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths.
- Jandik P, Cheng J, Jensen D, Manz S, Avdalovic N. J Chromatogr B. 2001;758:189–196.
- Dionex Corp. Application Note 122. Carbohydrate Analysis in Fermentation Broths.
- Dionex Corp. Application Note 54. Determination of Sulfite by IEC-PAD.
- Dionex Corp. Application Note 142. Determination of Tryptophan.
- Hanko VP, Rohrer JS. Anal Biochem. 2000;283:192–199.
- Marko-Varga G, et al. J Chromatogr. 1994;665:317–332.
- Larson TM, et al. Biotech Bioeng. 2002;77:553–563.
- Myoken Y, et al. In Vitro. 1989;25:477–480.
- Ham RG. Proc Natl Acad Sci USA. 1965;53:288–293.
- Dionex Corp. Technical Note 50. AAA-Direct Peptide Analysis.
- Dionex Corp. Installation Guide AAA-Direct System. Document No. 031481.
- Dionex Corp. Dionex BioLC System Manual.
- Dionex Corp. Chromeleon Software Reference Guide.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
An Improved Gradient Method for the AAA-Direct™ Separation of Amino Acids and Carbohydrates in Complex Sample Matrices
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Update 152 An Improved Gradient Method for the AAA-Direct™ Separation of Amino Acids and Carbohydrates in Complex Sample Matrices INTRODUCTION AAA-Direct is an established technique for amino acid analysis. This technique has proven capabilities for the separation of amino…
Klíčová slova
aaa, aaaamino, aminocarbohydrates, carbohydratesacids, acidsnaoh, naohdirect, directhci, hcimccoy, mccoyoff, offdulbecco, dulbeccomedium, mediumsodium, sodiumgradient, gradientingredient, ingredientbroth
Carbohydrate and Amino Acid Analysis Using 3-D Amperometry
2007|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 179 Carbohydrate and Amino Acid Analysis Using 3-D Amperometry INTRODUCTION AAA-Direct™ is an established technique for amino acid analysis. This technique has proven capabilities for separation of amino acids and carbohydrates in complex samples containing a large number…
Klíčová slova
waveform, waveformoff, offintegration, integrationcarbohydrates, carbohydratesaaa, aaanaoh, naohamino, aminoproline, prolineglycine, glycineserine, serineamperometry, amperometryranges, rangesbroth, brothglucose, glucoseminutes
The determination of carbohydrates, alcohols, and glycols in fermentation broths
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 122 The determination of carbohydrates, alcohols, and glycols in fermentation broths Authors Valoran Hanko and Jeffrey S. Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Keywords Dionex CarboPac MA1 column, Dionex CarboPac PA1 column, pulsed amperometric detection, PAD, high-performance…
Klíčová slova
fermentation, fermentationglycerol, glycerolerythritol, erythritolraffinose, raffinoserhamnose, rhamnosebroth, brothbroths, brothsarabitol, arabitolarabinose, arabinosegalactitol, galactitolsorbitol, sorbitolglucose, glucoselactose, lactoseribose, ribosegalactose
Determination of Tryptophan Using AAA-Direct
2001|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 142 Determination of Tryptophan Using AAA-Direct ™ INTRODUCTION Tryptophan (Trp) is a difficult amino acid to determine in proteins and peptides because it chemically decomposes during acid hydrolysis. Consequently, many procedures have been developed for the independent preservation…
Klíčová slova
trp, trptryptophan, tryptophanaaa, aaahydrolysis, hydrolysisamino, aminopeptide, peptidehydrolysates, hydrolysatesprotein, proteindirect, directbsa, bsadetermination, determinationrecovery, recoveryusing, usingculture, cultureacids