Analysis of Metal Elements in Culture Medium Using ICPMS-2050

Význam tématu

Kultivační média obsahují široké spektrum kovových prvků v koncentracích od sub-ppb až po tisíce ppm, které zásadně ovlivňují metabolické a redoxní děje buněk. Nepředvídané kontaminace mohou vést k variabilitě výsledků mezi šaržemi, a proto je klíčové jejich přesné a spolehlivé stanovení.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit schopnost ICPMS-2050 analyzovat stopové i vysoce koncentrované prvky v médiu DMEM pomocí jednoduché předúpravy pouze ředěním. Studie zahrnovala kontrolu návratnosti přídavků (spike recovery) a dlouhodobé stability měření.

Použitá metodika

Vzorky DMEM (včetně varianty s přídavkem 10 g/L proteinu) byly ředěny 20× směsí 1 % HNO3 a 0,5 % HCl. Pro kalibraci byla připravena pětistupňová řada standardů (STD0–STD5) s koncentracemi od stopových µg/L po stovky mg/L. Interní standard obsahoval Be, Ga, Sc (1 mg/L) a Rh, Tl (0,2 mg/L).

Použitá instrumentace

• ICPMS-2050 se spotřebou plynu sníženou mini-torch hořákem
• Nebulizér DC04 a cyklónová komora
• Pevné niklové kužele (skimmer a sampler)
• Autosampler AS-20 s online přidáváním interních standardů
• Parametry: RF 1,20 kW, plasma gas 9,0 L/min, aux. gas 1,10 L/min, carrier 0,60 L/min, He/H₂ pro kolizi/reakci

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza prokázala limit detekce od 0,0008 mg/L (Mg) do 0,5 µg/L (Ti) a umožnila vícenásobné stanovení Ag, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Ni, Se, Sn, Ti, V, Zn a současně Ca, K, Mg, Na, P. Návratnosti spike recoveries se držely mezi 94 až 107 %, což potvrzuje, že ředění bez dalších kroků neovlivňuje kvantitativitu. Vedle toho měření CCV ukázala stabilitu kalibrace v rozmezí 90–110 % po 8 hodinách, interní standardy zůstaly v rozmezí 70–130 %.

Přínosy a praktické využití metody

Minimalizace pracovních kroků předúpravy zrychluje analýzu a snižuje riziko kontaminace. Uvedený postup poskytuje robustní a přesné víceprvkové stanovení, vhodné pro pravidelné monitorování kvality kultivačních médií v biotechnologii a farmaceutickém výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metodiky o online sledování složení médií během výrobních procesů, integrace s LC-MS/MS pro komplexní metabolomický profil a aplikace v monitoringu nanopartikelů a stopových kontaminant v bioprocesních technologiích.

Závěr

ICPMS-2050 s jednoduchou předúpravou pouze ředěním umožňuje přesné, spolehlivé a dlouhodobě stabilní stanovení kovových prvků v kultivačních médiích, podporuje kontrolu kvality a optimalizaci bioprocesů.

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