Elemental Analysis of Chemically Defined Cell Culture Media by ICP-MS

Význam tématu

Elementální analýza kovových iontů v chemicky definovaných médiích pro buněčnou kulturu je zásadní pro zajištění konzistence pH osmolality a správné funkce enzymů účastnících se růstu a diferenciace buněk

Cíle a přehled studie

Práce představuje vyvinutí a optimalizaci multielementové metody za použití Agilent 7900 ICP MS pro kvantifikaci stopových i hlavních prvků v CDM médiích DMEM a Ham s F 12. Studie porovnává různé šarže a značky a demonstruje citlivost a stabilitu metody

Použitá metodika a instrumentace

Mediální vzorky byly připraveny desetkrát ředěním v 2 procentním HNO3. Kalibrace byla provedena na standardech ve stejném roztoku s rozsahy 0 až 40 ppm pro hlavní prvky a 0 až 400 ppb pro stopové prvky. Interní standardy byly přidávány online. Pro detekci byl použit Agilent 7900 ICP MS s ORS4 CRC v heliovém režimu KED. Standardní vstřikovací systém zahrnoval skleněný koncentrovaný nebulizér MicroMist, chlazenou komoru a autosampler I AS

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace vykázala vynikající linearitu vyšší než 0.999 a detekční limity v rozsahu sub ppb až ppb. Obnovení přídavku analytů dosáhlo 95 až 115 procent. Během osmi hodin analýzy zůstaly interní standardy a kontrolní verifikace v intervalu 80 až 120 procent. Kvantitativní výsledky ukázaly odlišné profily prvků DMEM a Ham s F 12 například detekce železa v Ham s F 12 a vyšší obsahy draslíku a vápníku v DMEM. IntelliQuant semikvantitativní skenování umožnilo vizuální přehled všech prvků v periodické tabulce

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a nízké detekční limity pro hlavní i stopové prvky
• Robustnost a dlouhodobá stabilita bez nutnosti častého přeladění
• Zjednodušená příprava a automatický preset method pro rychlý start metody
• Možnost semikvantitativního sledování neočekávaných prvků pomocí IntelliQuant

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze na základě rozšířeného souboru šarží vybudovat referenční datové profily stopových prvků pro QC médií. Dále lze metodu rozšířit na složitější bioterapeutické modality a využít rychlé semikvantitativní skríningy pro předběžnou detekci kontaminantů

Závěr

Vyvinutá metoda na Agilent 7900 ICP MS pro analýzu chemicky definovaných médií pro buněčnou kulturu prokázala vysokou přesnost, stabilitu i citlivost. Metoda podporuje vývoj a kontrolu kvality médií, což přispívá k bezpečné a konzistentní produkci bioterapeutik

Reference

1. Tatsuma Yao Yuta Asayama Animal cell culture media History characteristics and current issues Reproductive Medicine and Biology 16 2 2017 99–117
2. Melissa M St Amand et al Identification of manipulated variables for a glycosylation control strategy Biotechnology and Bioengineering 111 10 2014 1957–1970
3. Ryan J Graham et al Zinc supplementation improves the harvest purity of beta glucuronidase from CHO cell culture by suppressing apoptosis Applied Microbiology and Biotechnology 104 2020 1097–1108
4. Octopole Collision Reaction Cell and Helium mode Agilent publication 5994-1172EN
5. V Nardone et al In Vitro Effects of Strontium on Proliferation and Osteoinduction of Human Preadipocytes Stem Cells International Special Issue 2015 12
6. Agilent ICP MS IntelliQuant Software Agilent publication 5994-1677EN