Simultaneous analysis of supernatant components of cell culture using triple quadrupole LC/MS/MS
Postery | 2016 | ShimadzuInstrumentace
Monitorování složení kultivačního média je klíčové pro optimalizaci bioprocesů včetně výroby biopaliv či biotechnologických léčiv. Komplexní profilování aminokyselin, cukrů, nukleotidů, vitaminů a dalších metabolitů poskytuje hlubší vhled do metabolismu buněk a umožňuje lepší řízení fermentačního procesu.
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit jednotnou metodu pro simultánní analýzu 95 složek supernatantu bakteriálních i streptomycetových kultur. Studii představuje balíček metod umožňující rychlé a citlivé stanovení širokého spektra látek během kultivace.
Přetížení bílkovin a extrakce matrice proběhla precipitací acetonitrilem za přítomnosti interního standardu. Analýzu zajišťuje UHPLC systém Nexera MP spojený s trojitým kvadrupólem LCMS-8050. Ionizace probíhá v ESI režimu s ultrarychlým přepínáním polarity, data jsou sbírána v režimu MRM s rychlostí až 555 přechodů za sekundu. Chromatografie trvá 17 minut včetně ekvilibrace kolony.
Optimalizované podmínky vedly k dostatečné citlivosti pro vysoce koncentrované i stopové analyty. Ukázalo se, že metodiku lze aplikovat na sledování dynamiky metabolitů během kultivace:
Metoda umožňuje rychlé a komplexní sledování metabolického stavu kultur, což je přínosem pro procesní kontrolu v bioreaktorech, vývoj nových produktů a optimalizaci výtěžnosti bioprodukten. Jednoanalytická dávka trvá méně než 20 minut, což výrazně zrychluje workflow v kontrolních laboratořích.
S pokračujícím rozvojem hromadných metod pro metabolomiku lze očekávat rozšíření balíčků o další skupiny látek, jako jsou lipidy či signální molekuly. Integrace s on-line odběrem vzorků a automatizovanými přístroji otevře dveře pro nepřetržitý monitoring fermentací ve výrobním měřítku.
Navržený metodický balíček pro analýzu supernatantů buněčných kultur dokáže ve 17minutovém cyklu citlivě a simultánně stanovit více než 90 metabolitů. Takto získaná data přispívají k lepšímu řízení bioprocesů a efektivnějšímu vývoji biotechnologií.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Monitorování složení kultivačního média je klíčové pro optimalizaci bioprocesů včetně výroby biopaliv či biotechnologických léčiv. Komplexní profilování aminokyselin, cukrů, nukleotidů, vitaminů a dalších metabolitů poskytuje hlubší vhled do metabolismu buněk a umožňuje lepší řízení fermentačního procesu.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit jednotnou metodu pro simultánní analýzu 95 složek supernatantu bakteriálních i streptomycetových kultur. Studii představuje balíček metod umožňující rychlé a citlivé stanovení širokého spektra látek během kultivace.
Použitá metodika a instrumentace
Přetížení bílkovin a extrakce matrice proběhla precipitací acetonitrilem za přítomnosti interního standardu. Analýzu zajišťuje UHPLC systém Nexera MP spojený s trojitým kvadrupólem LCMS-8050. Ionizace probíhá v ESI režimu s ultrarychlým přepínáním polarity, data jsou sbírána v režimu MRM s rychlostí až 555 přechodů za sekundu. Chromatografie trvá 17 minut včetně ekvilibrace kolony.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizované podmínky vedly k dostatečné citlivosti pro vysoce koncentrované i stopové analyty. Ukázalo se, že metodiku lze aplikovat na sledování dynamiky metabolitů během kultivace:
- U bakterií klesá koncentrace sukcinové kyseliny, roste 2-aminoethanol, deoxycytidin se zvyšuje do 10 h a poté klesá, biotin zůstává stabilní.
- U Streptomyces se alanin výrazně snižuje do 72 h, citrullin klesá do 72 h a pak roste, cytidin vrcholí kolem 86 h a následně klesá, gluconová kyselina kontinuálně stoupá.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé a komplexní sledování metabolického stavu kultur, což je přínosem pro procesní kontrolu v bioreaktorech, vývoj nových produktů a optimalizaci výtěžnosti bioprodukten. Jednoanalytická dávka trvá méně než 20 minut, což výrazně zrychluje workflow v kontrolních laboratořích.
Budoucí trendy a možnosti využití
S pokračujícím rozvojem hromadných metod pro metabolomiku lze očekávat rozšíření balíčků o další skupiny látek, jako jsou lipidy či signální molekuly. Integrace s on-line odběrem vzorků a automatizovanými přístroji otevře dveře pro nepřetržitý monitoring fermentací ve výrobním měřítku.
Závěr
Navržený metodický balíček pro analýzu supernatantů buněčných kultur dokáže ve 17minutovém cyklu citlivě a simultánně stanovit více než 90 metabolitů. Takto získaná data přispívají k lepšímu řízení bioprocesů a efektivnějšímu vývoji biotechnologií.
Reference
- Liu Q, Hao H, Song Y, Li Q, Liu Z, Huang T, Hashi Y. Simultaneous analysis of supernatant components of cell culture using triple quadrupole LC/MS/MS. ASMS 2016; Shimadzu Corporation.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Development of cell culture supernatant analysis using LC-MS/MS and their application for Chinese hamster ovary cell
2020|Shimadzu|Postery
MP-423 Development of cell culture supernatant analysis using LC-MS/MS and their application for Chinese hamster ovary cell Kenichi Toyoda1, Hirotaka Kuroda1, Takashi Suzuki1, Toru Ezure1 1 Shimadzu Corporation. 1, Nishinokyo-Kuwabaracho Nakagyo-ku, Kyoto 604–8511, Japan 1. Introduction Sugars Gluconic acid Hexose…
Klíčová slova
acid, acidmonophosphate, monophosphateculture, cultureday, daymedium, mediumcell, cellpantothenic, pantothenicsupernatant, supernatantcho, choglutamine, glutaminedeoxyguanosine, deoxyguanosinedeoxyadenosine, deoxyadenosinedeoxycytidine, deoxycytidinexanthosine, xanthosinethymidine
Simultaneous Analysis of Culture Supernatant of Mammalian Cells Using Triple Quadrupole LC/MS/MS
2015|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E077 Application News C106 Liquid Chromatography Mass Spectrometry Simultaneous Analysis of Culture Supernatant of Mammalian Cells Using Triple Quadrupole LC/MS/MS No. Industrial fermentation for the production of biofuels or biopharmaceutics requires routine monitoring of medium conditions such as pH, dissolved…
Klíčová slova
acid, acidamino, aminonucleic, nucleicvitamin, vitaminother, othercarbohydrate, carbohydrateglutamine, glutaminemonophosphate, monophosphateglucose, glucoseculture, culturecytidine, cytidineglutathione, glutathioneguanosine, guanosineadenosine, adenosinemethionine
Culture Medium Analysis for a Metabolic Analysis of Antibody-Producing Cells Using LC-MS/MS and ICP-MS
2023|Shimadzu|Aplikace
Application News Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer LCMS-8060NX Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer ICPMS-2030 Culture Medium Analysis for a Metabolic Analysis of Antibody-Producing Cells Using LC-MS/MS and ICP-MS Hirotaka Kuroda, Toru Kaji, Tadashi Taniguchi User Benefits Performs simultaneous measurement of organic…
Klíčová slova
acid, acidday, dayculture, culturemonophosphate, monophosphateantibody, antibodycomponents, componentsmedium, mediumchl, chlratio, ratiometabolic, metaboliccorrelated, correlatedarea, areainorganic, inorganicproduction, productionanalysis
Simultaneous Analysis of Culture Supernatant of Mammalian Cells Using Triple Quadrupole LC/MS/MS
2016|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E077$ Application News Liquid Chromatography Mass Spectrometry Simultaneous Analysis of Culture Supernatant of Mammalian Cells Using Triple Quadrupole LC/MS/MS No.C106$ Industrial fermentation for the production of biofuels or biopharmaceutics requires routine monitoring of medium conditions such as pH, dissolved gas,…
Klíčová slova
acid, acidamino, aminonucleic, nucleicvitamin, vitaminother, othercarbohydrate, carbohydrateglutamine, glutaminemonophosphate, monophosphateglucose, glucoseculture, culturecytidine, cytidineglutathione, glutathioneguanosine, guanosineadenosine, adenosinemethionine