HPLC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
V biotechnologické výrobě je klíčové sledovat procesy v reálném čase, aby bylo možné včas zasáhnout a zajistit konzistentní kvalitu produktu. Automatizované vzorkování a online chromatografická analýza zkracují reakční dobu na výkyvy procesních parametrů, minimalizují riziko kontaminace a snižují náklady spojené s manuálními zásahy.
Cíle a přehled studie
Studie demonstruje plně automatizované řešení pro kontinuální monitoring výroby L-alaninu v bioreaktoru s geneticky modifikovaným Vibrio natriegens. Cílem bylo integrovat aseptické vzorkování, online přípravu vzorků a derivatizaci s následnou chromatografickou analýzou za účelem získání spolehlivých trendů produkce v reálném čase.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky z 5litrového bioreaktoru byly odebírány systémem Flownamics Seg-Flow S3 s FISP sondou s keramickým membránovým filtrem (0,2 µm). Pro online LC analýzu byla nasazena sestava Agilent 1290 Infinity III Bio Online:
- Flexibilní pumpa s inline filtrací (2,1 mm ID, 0,2 µm);
- Online Sample Manager s termostatem a třícestným reaktorovým ventilem;
- Multicolumn termostat s Bio výměníkem tepla;
- Diodový pole detektor (DAD) s Bio Max-Light buňkou (10 mm, 1 µL);
- Degaser mezi transportním a vzorkovacím modulem.
Hlavní výsledky a diskuse
Automatizované stanovení kalibračních standardů umožnilo separovat 20 derivatizovaných aminokyselin a dva interní standardy během 17 min. Kalibrační křivka pro L-alanin vykazovala lineární oblast přes 22–900 pmol/µL. Online sledování ukázalo plynulý nárůst koncentrace L-alaninu během 24 h fermentace, přičemž již na počátku byla patrná přítomnost alaninu z kultivačního média. Systém prokázal robustnost vůči komplexnímu matrixu 2× YTN média.
Přínosy a praktické využití metody
- Bezdotykové, aseptické vzorkování a příprava vzorků bez manuální obsluhy.
- Rychlé získání chromatografických dat v téměř reálném čase.
- Možnost okamžitě reagovat na změny v produkčním procesu a optimalizovat parametry fermentace.
- Minimalizace rizika kontaminace a zvýšení produktivity laboratoře.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace tohoto řešení do širších rámců procesní analytické technologie (PAT) a průmyslového Internetu věcí umožní pokročilé prediktivní řízení fermentačních procesů. Využití strojového učení k analýze trendů a predikci výnosu může dále zefektivnit bioprodukci. Rozšíření metody o multiplexní detekci dalších metabolit a miniaturizace vzorkovacího systému přispějí k širší aplikovatelnosti v biopharma průmyslu.
Závěr
Plně automatizovaný systém pro vzorkování a online LC analýzu s využitím Agilent 1290 Infinity III Bio Online a Flownamics Seg-Flow S3 úspěšně monitoroval produkci L-alaninu geneticky modifikovaným Vibrio natriegens. Metoda nabízí rychlou, spolehlivou a aseptickou alternativu k tradičním manuálním postupům, čímž zvyšuje efektivitu a kontrolu bioprocesů.
Reference
- Nikita S., Mishra S., Gupta K., Runkana V., Gomes J., Rathore A. Advances in Bioreactor Control for Production of Biotherapeutic Products. Biotechnology and Bioengineering. 2023;120(5):1189–1214.
- Hoffart E., Grenz S., Lange J., Nitschel R., Müller F., Schwenter A., Feith A., Lenfers-Lücker M., Takors R., Blombach B. High Substrate Uptake Rates Empower Vibrio natriegens as Production Host for Industrial Biotechnology. Applied and Environmental Microbiology. 2017;83(22).
- Naegele E., Herschbach H. Performance Evaluation of Flownamics Sampling Devices for the Agilent Online LC. Agilent Technologies Application Note. 2024;5994-7394EN.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.