AUTOMATING SAMPLE PREP AND DEMYSTIFYING LC-MS ASSAYS FOR FASTER DATA ANALYTICS IN BIOPRODUCTION

Význam tématu

Automatizace přípravy vzorků a integrace s LC-MS analýzou představuje klíčový krok k rychlejší a spolehlivější kontrole kvality v bioprodukci. Umožňuje včasné získání dat o kvalitativních parametrech produktu a nutričním stavu kultivačního média, minimalizuje chyby obsluhy a snižuje variabilitu výsledků. Díky propojení s výpočetními nástroji lze rychle reagovat na změny v bioreaktorových studiích a optimalizovat výrobní procesy.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo demonstrovat plně automatizovaný pracovní tok pro přípravu bioreaktorových vzorků a jejich analýzu metodou LC-MS s denním monitoringem klíčových kvalitativních atributů (PQAs) a metabolitů. Studie popisuje propojení zapouzdleného pipetovacího robota Andrew+ s LC-MS systémem BioAccord a softwarovou platformou Onelab pro běh a správu protokolů.

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní postup zahrnoval tyto kroky:

• Sběr vzorků z bioreaktorů Ambr® 15 a 250 HT.
• Automatická clarifikace, ředění a afinitní čištění (protein A) pomocí Andrew+ Pipetting Robot.
• Zapečetění vzorkových destiček a automatický přenos do LC-MS.
• Metody analýzy:
  
  • Assay 1: Intaktní monitoring glykoform – „dilute and shoot“ vs. protein A purifikace.
  • Assay 2: Analýza agregátů pomocí SEC-UV a výpočet HMWS/LMWS v Intact Mass.
  • Assay 3: Kvantifikace aminokyselin a metabolitů ve vyčerpaném médiu (1:400 ředění) v Bioprocess Monitor softwaru.
• Správa a spouštění protokolů v Onelab software s automatickým rozpoznáním nových vzorků.

Hlavní výsledky a diskuse

Automatizovaný workflow dokázal:

• Bezchybně zpracovat denní dávky vzorků a vytvořit sekvenční seznam pro LC-MS analýzu.
• Dosáhnout lineárních kalibračních křivek pro 17 aminokyselin s potvrzenou přesností a reprodukovatelností.
• Spolehlivě kvantifikovat procentuální zastoupení HMWS a LMWS pro sledování agregace protilátek.
• Integrovat získaná data do JMP® prostředí pro rychlou vizualizaci trendů metabolitů a zpětnou vazbu do procesního řízení.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace přináší:

• Výrazné snížení manuálních zásahů a rizika lidské chyby.
• Zrychlení rozhodovacích procesů díky okamžitému přístupu k datům.
• Škálovatelnost při monitoringu více bioreaktorů současně.
• Flexibilitu nasazení v R&D laboratořích i výrobních kampaních QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje:

• Rozšíření multiplexních metod pro sledování dalších metabolitických cest.
• Integrace umělé inteligence a strojového učení pro prediktivní modelování procesů.
• Online monitoring a real-time analýza s možností automatické korekce parametrů bioreaktoru.
• Miniaturizace a nasazení v kontinuálních výrobních systémech (perfúzní kultivace).

Závěr

Prezentované řešení demonstruje plně automatizovaný řetězec od přípravy vzorků až po analýzu LC-MS a následnou vizualizaci dat. Umožňuje rychlý a reprodukovatelný monitoring produktových atributů a metabolitů, čímž podporuje efektivní řízení bioprodukčních procesů.

Reference

1. LC-MS Analytics in Bioprocessing: Automation-Driven Analysis of Product Quality Attributes and Nutrient Monitoring Application Note 2024, Waters Corporation.
2. New Software for Targeted Analysis of Titer and Media Components Analysis Using LC-MS in Bioproduction, White Paper 2025, Waters Corporation.
3. JMP® Marketplace add-in – Bioprocess Monitor, JMP Statistical Discovery LLC.