High-Throughput Amino Acid Analysis Using Hamilton Automated Preparation

Význam tématu

Aminokyseliny jsou základními stavebními kameny proteinů, jejichž složení a koncentrace mají klíčový význam v biotechnologii, farmaceutickém průmyslu i při optimalizaci kultivace buněk. Analýza aminokyselin umožňuje kontrolovat kvalitu médií, efektivitu růstu buněk a zajišťovat standardizaci výrobních procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je demonstrovat, že automatizovaný postup derivatizace aminokyselin pomocí platformy Hamilton Microlab ML STAR je ekvivalentní vůči manuální přípravě s AccQ●Tag Ultra Derivatization Kit. Studie hodnotí robustnost, přesnost a opakovatelnost obou přístupů s využitím Amino Acid Cell Culture Standard Kit.

Použitá metodika

Derivatizace aminokyselin probíhá před chromatografií s využitím AccQ●Tag Ultra Derivatization Automation Kit, který umožňuje zvýšení objemu reagentů pro automatizované dávkování. Pro validaci metody byly použity standardní roztoky na třech koncentracích (10, 200, 400 µM) s interním standardem norvalinem. Systém automaticky provádí míchání, ředění i přenos vzorků podle předdefinovaných skriptů.

Použitá instrumentace

• Hamilton Microlab ML STAR platforma s podporou 96-well desky
• ACQUITY UPLC H-Class Bio s TUV detektorem (detekce při 260 nm)
• Kolona AccQ●Tag Ultra, 1.7 µm, 2.1 × 100 mm při 43 °C
• Průtoková rychlost 700 µL/min, objem injekce 1 µL

Hlavní výsledky a diskuse

• Přesnost: %CV pro retenční časy ≤0,3 % a pro plochu vrcholu ≤2,8 % (manuální) vs ≤1,1 % (automatizovaná).
• Správnost: %Recovery v rozsahu ±20 % při 10 µM a ±15 % při 200–400 µM. Srovnání se standardem NIST SRM 2389a ukázalo recoveries 91–104 %.
• Linearita: R2 >0,995 pro rozsah 0,5–500 µM bez významných odchylek mezi metodami.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby přípravy až pod 1 hodinu pro 96 vzorků.
• Eliminace lidské chyby a rizika kontaminace.
• Standardizace postupu a snadný přenos metody mezi laboratořemi.
• Uvolnění času analytiků pro další úkoly během běhu automatu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Automatizace přípravy vzorků najde širší uplatnění v high-throughput laboratořích, umožní integraci se systémy pro sledování a správu dat a v budoucnu i s umělou inteligencí pro prediktivní optimalizaci procesů. Rozšíření práce s mikrofluidikou a plně robotizovanými lánci slibuje další zvýšení efektivity.

Závěr

Automatizovaný postup derivatizace aminokyselin na platformě Hamilton ML STAR je plně srovnatelný s tradiční manuální metodou z hlediska přesnosti, opakovatelnosti i linearity. Kromě vysoké robustnosti nabízí zkrácení času přípravy, minimalizaci chyb a standardizaci workflow.

Reference

• Salazar A., Keusgen M., von Hagen J. Amino Acids in the Cultivation of Mammalian Cells. Amino Acids, 2016, 48(5), 1161–1171.
• Saitoh S., Yoshimori T. Fully Automated Laboratory Robotic System for Automating Sample Preparation and Analysis to Reduce Cost and Time in Drug Development Process. Journal of the Association for Laboratory Automation, 2008, 13(5), 265–274.