Simultaneous Analysis of Culture Supernatant of Mammalian Cells Using Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Sledování složení média kultivovaných buněk je klíčové pro optimalizaci průmyslových bioprocesů, zejména ve výrobě biofarmaceutik či biopaliv. Komplexní analýza 96 metabolitů umožňuje detailně porozumět nutričním požadavkům, růstovým fázím a metabolickým posunům během hybridomální kultivace.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodický balíček pro profilování kultivačního média pomocí LC/MS/MS na trojčinném kvadrupólu. Metoda má současně kvantifikovat relativní zastoupení 96 klíčových sloučenin během pětidenního sledování růstu myší hybridomální buněčné linie SJK-287-38.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: odebrány každých 24 hodin po dobu 5 dnů z DMEM (nízký obsah glukózy) s 10 % FBS, glutaminem a NaHCO3.
• Příprava vzorku: přidání interního standardu, odstranění proteinů acetonitrilem a ředění ultrapure vodou.

Použitá instrumentace

• LC stupeň: kolona Obelisc RP-C18, mobilní fáze A – 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě, fáze B – 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu, gradientní eluce, průtok 0,35 ml/min.
• MS stupeň: Shimadzu LCMS-8050, ionizace ESI (pozitivní/negativní), MRM režim, nebulizační plyn 3 L/min, sušící plyn 10 L/min, temperace:
• DL teplota 250 °C, Interface 300 °C, Block Heater 400 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Glukóza, glutamin a další aminokyseliny sloužící jako primární zdroje uhlíku a dusíku vykazují pokles v relativní abundanci úměrný růstu buněk.
• Laktát se akumuluje v supernatantu díky anaerobnímu metabolismu, obdobný trend zvýšení je patrný u vybraných odpadních metabolitů.
• Koncentrace esenciálních aminokyselin a některých vitamínů zůstává stabilní, což odráží jejich kontinuální doplňování nebo pomalší spotřebu.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost simultánního sledování 96 klíčových metabolitů z jednoho rozstřiku.
• Vysoká propustnost a reprodukovatelnost pro rutinní kontrolu bioprocesů.
• Užitečné pro optimalizaci živinových nároků a detekci metabolických odchylek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky o další biopolymerní sloučeniny či posttranslační modifikace.
• Integrace online kontinuální analýzy pro real-time kontrolu fermentačních procesů.
• Využití strojového učení pro predikci buněčného chování na základě metabolitického profilu.

Závěr

Studie představuje robustní LC/MS/MS metodiku pro komplexní profilování kultivačního média. Metoda podporuje detailní sledování metabolismu hybridomálních buněk a přispívá k lepší kontrole a optimalizaci bioprocesů.

Reference