Enhancing Bioprocess Development Through Automated Spent Media and Titer Analysis by LC-MS with Data Connectivity Via Statistical Software

Význam tématu

Automatizace přípravy vzorků a analýzy pomocí LC-MS v bioprodukci zkracuje dobu analýz, snižuje lidské chyby a zajišťuje konzistentní kvalitu dat. Integrace těchto postupů s výkonnou statistickou analýzou posiluje rozhodování při optimalizaci bioreaktorových procesů a podpoře vývoje léčiv.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit plně integrovaný workflow pro analýzu stráveného média a titru protilátek. Kombinace automatizovaného vzorkování, přípravy a LC-MS měření byla doplněna přímým přenosem dat do softwaru pro multivariační analýzu (JMP), aby bylo možné rychle vyhodnocovat charakteristiky glykozylace, metabolitů a agregace.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly uplatněny standardní kroky čištění, ředění a afinity záchytu na Andrew+ Pipetting Robotu. Celý proces řízí OneLab Software, který sleduje soubory z bioreaktorů Ambr® a automaticky spouští protokoly. Analýzu provádí BioAccord LC-MS System s Automation Portal a aplikacemi Bioprocess Monitor a INTACT Mass. Pro zpracování výsledků se využívá waters_connect v kombinaci s JMP Statistical Discovery pro pokročilou vizualizaci a modelování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Byly provedeny tři klíčové analýzy:

• Intact glykoformy – srovnání jednoduše zředěných vzorků a Protein A purifikovaného materiálu pro sledování hlavních IgG variant.
• Metabolity ve stráveném médiu – měření aminokyselin a energetických metabolitů pro osm paralelních bioreaktorů, identifikace významných rozdílů zejména u argininu, isoleucinu, leucinů a lysinu.
• Agregace – SEC-UV analýza pro určení poměru vysokomolekulárních a nízkomolekulárních forem, automatické vyhodnocení procent HMWS a LMWS.

Integrovaný postup umožnil rychlou detekci změn glykozylace i metabolického profilu a jejich korelaci s kvalitou produktu.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný end-to-end workflow zkracuje čas přípravy vzorků a analýzy, minimalizuje variabilitu a poskytuje konzistentní data pro kontrolu kvality a optimalizaci procesů. Přímé napojení na statistické nástroje usnadňuje interpretaci dat a rozhodování v reálném čase.

Budoucí trendy a možnosti využití

V další fázi lze rozšířit spektrometrické metody o další cílové analyty a implementovat strojové učení pro predikci výtěžnosti. Real-time monitoring a adaptivní řízení bioreaktorů by mohly významně zvýšit produktivitu a kvalitu biologických léčiv.

Závěr

Studie demonstruje efektivní spojení automatizace, LC-MS analýzy a statistické platformy pro komplexní sledování kvality v bioprodukci. Tento přístup přináší vyšší efektivitu, robustnost a rychlejší rozhodovací cyklus.

Reference

1. LC-MS Analytics in Bioprocessing Application Note 2024, Waters Corporation.
2. New Software for Targeted Analysis of Titer and Media Components White Paper 2025, Waters Corporation.
3. JMP Marketplace add-in Bioprocess Monitor, JMP Statistical Discovery LLC.