Analysis of Metal Elements in Culture Medium Using ICPMS-2030

Význam tématu

Cílená analýza kovových prvků v kultivačních médiích je klíčová pro zajištění reprodukovatelnosti a kvality buněčných kultur. Stopové kovy ovlivňují růst buněk, enzymatické i redoxní reakce a jejich nejednotná koncentrace mezi šaržemi může komplikovat výzkum i průmyslové aplikace.

Cíle a přehled studie / článku

Studie prezentuje aplikaci ICPMS-2030 na simultánní stanovení devíti kovových prvků (Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Se, Zn) v různých kulturálních médiích. Hlavními cíli byly ověřit přesnost (spike recovery) a dlouhodobou stabilitu metody při vysokém podílu matrice.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky kultivačních médií byly připraveny 20× a 100× ředěním kyselinou dusičnou (1 % v/v). Spike recovery testy zahrnovaly přídavek jednotlivých standardních roztoků do vysoce zasíťované matrice (DMEM s 10 g/L proteinu) i do komerčně dostupných médií pro CHO, iPS/ES, T a mezenchymální kmenové buňky. Dlouhodobá stabilita byla hodnocena 50násobným měřením.

Použitá instrumentace

• ICPMS-2030 (Shimadzu Corporation)
• Mini-Torch a cyklónová komora
• Automatické přidávání interních standardů (Ga, In, Sc, Y)
• Nebulizér 07 UES, RF výkon 1,2 kW, plyn He v cell girls

Hlavní výsledky a diskuse

• Spike recovery test ve vysoké matrici ukázal hodnoty 90–109 % pro všech devět prvků, což svědčí o nízkém vlivu matrice.
• Dlouhodobá stabilita při 20× ředění: signál interních standardů klesl o ~30 %, ale normalizované koncentrace zůstaly v rozmezí 95–107 %.
• Při 100× ředění byly variace minimální jak u interních standardů, tak u analytických výsledků.
• Ve všech testovaných médiích pro různé buněčné typy byly spike recovery 90–110 %, prokázána univerzálnost metody.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a přesnou kontrolu kvality kovových stop v médiích pouhým ředěním, bez složitých předúprav. Laboratoře tak mohou efektivně monitorovat kontaminaci během výroby i validovat stabilitu šarží.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zvýšení ředícího poměru pro minimalizaci údržby přístroje.
• Rozšíření panelu prvků i dalších složek médií (organické kyseliny, vitamíny) kombinací s LC/MS/MS technikami.
• Automatizace celého procesu – inkorporace robotických stanic pro přípravu vzorků.
• Integrace do komplexních analytických řešení pro QA/QC v biotechnologickém průmyslu.

Závěr

Studie demonstrovala, že ICPMS-2030 je spolehlivým nástrojem pro simultánní stanovení stopových kovů v komplexních kulturálních médiích. Metoda je robustní, má vysokou přesnost i stabilitu a umožňuje výrazně zjednodušit přípravu vzorku.

Reference

• Ryan J. Graham et al., Consequences of trace metal variability and supplementation on Chinese hamster ovary (CHO) cell culture performance: A review of key mechanism and considerations, Biotechnology and Bioengineering, 2019