細(xì)胞培養(yǎng)基關(guān)鍵原材料微量元素的分析能力案例分享

對(duì)培養(yǎng)基原材料和培養(yǎng)基進(jìn)行微量元素測(cè)試，為控制和了解細(xì)胞生長培養(yǎng)基和補(bǔ)料培養(yǎng)基中微量金屬元素提供有力支持！
 

關(guān)鍵原材料是指在多種配方中使用或被大量使用的原材料。在所有類別的原材料中都發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵微量元素的外在來源，但在無機(jī)鹽中最為普遍（圖1）。圖2展示了原材料的批次間一致性。

 

案例研究#1：細(xì)胞培養(yǎng)表現(xiàn)多變

問題：客戶的細(xì)胞密度和蛋白titer不穩(wěn)定

➤ 背景：客戶的細(xì)胞培養(yǎng)表現(xiàn)不穩(wěn)定，經(jīng)調(diào)查，在氨基酸、維生素或其他分析方法方面沒有發(fā)現(xiàn)明顯差異。

➤ 調(diào)查方法：對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行分析（ICP-MS法測(cè)試無機(jī)微量元素），來確定微量元素的變化。

➤ 發(fā)現(xiàn)：培養(yǎng)基中的Mn和Cr濃度的差異隨時(shí)間逐漸降低（圖3），這些變化與客戶的細(xì)胞表現(xiàn)開始出現(xiàn)問題有關(guān)。
 

➤ 根本原因：FeCl3 原材料導(dǎo)致微量元素的變化，后續(xù)與供應(yīng)商跟進(jìn)確認(rèn)已進(jìn)行以消除這些雜質(zhì)（圖4）。額外的Al, Mn, Cr微量元素溶液被用于再添加研究測(cè)試中，活細(xì)胞密度和滴度又恢復(fù)到正常水平。

➤ 發(fā)現(xiàn)：因供應(yīng)過程中的不良變化導(dǎo)致的微量元素濃度下降，對(duì)培養(yǎng)基效果產(chǎn)生了負(fù)面影響。

➤ 結(jié)論：

• 原材料供應(yīng)商實(shí)施工藝變更以去除微量元素雜質(zhì)
• 這些變化對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致活細(xì)胞密度和滴度降低
• 培養(yǎng)基終產(chǎn)品的微量元素組分至關(guān)重要——太高或太低都對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響

➤ 解決方案：

• 該配方所有批次的產(chǎn)品均通過ICP-MS測(cè)試
• 關(guān)鍵微量元素的再添加研究是目前培養(yǎng)基配方的標(biāo)準(zhǔn)做法

 

案例研究#2：細(xì)胞培養(yǎng)終產(chǎn)品糖型的變化

問題：客戶的終產(chǎn)品糖型多變

➤ 背景：客戶的終產(chǎn)品糖型多變。但產(chǎn)品的性能、氨基酸和維生素均符合標(biāo)準(zhǔn)。

➤ 調(diào)查方法：對(duì)成品原材料進(jìn)行分析（ICP-MS法測(cè)試無機(jī)微量元素），來測(cè)試微量元素的變化。

➤ 發(fā)現(xiàn)：培養(yǎng)基中的Mn濃度隨時(shí)間逐漸降低（圖5）。

➤ 根本原因：FeSO4原材料引起的微量元素變化。內(nèi)部供應(yīng)商數(shù)據(jù)的分析顯示：對(duì)硫酸亞鐵進(jìn)行了供應(yīng)商更改，這與細(xì)胞依賴于蛋白質(zhì)質(zhì)量的錳雜質(zhì)水平的變化相對(duì)應(yīng)（圖6）。

➤ 結(jié)論：

• 該問題是由于原材料供應(yīng)商變化導(dǎo)致的
• 通常這個(gè)變化被認(rèn)為不會(huì)改變配方、適應(yīng)性和功能；但有時(shí)卻是有影響的
• 這個(gè)變化對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)量造成不良影響，而且導(dǎo)致了糖型的變化從而影響了終產(chǎn)品的質(zhì)量
• 培養(yǎng)基的微量金屬元素的組成至關(guān)重要——過高或過低對(duì)終產(chǎn)品的許多關(guān)鍵質(zhì)量屬性（CQAs）產(chǎn)生不良影響

➤ 解決方案：

• 該配方所有批次的產(chǎn)品均通過ICP-MS測(cè)試
• 定制培養(yǎng)基，在該培養(yǎng)基配方中添加錳，以保持達(dá)到所需錳的最低閾值

 

微量金屬元素檢測(cè)服務(wù)

提供QC驗(yàn)證性測(cè)試（Grand Island/Inchinnan）

微量金屬元素譜圖數(shù)據(jù)

• 原材料中微量元素差異可能對(duì)培養(yǎng)基微量元素產(chǎn)生影響
• 內(nèi)部調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小至1ppb的差異可能對(duì)影響某些細(xì)胞系或工藝的表現(xiàn)可能會(huì)影響對(duì)于某些細(xì)胞系/過程的性能
• 客戶收到培養(yǎng)基后，可獲取微量元素譜圖分析數(shù)據(jù)

以成果服務(wù)生物制藥行業(yè)

• 耗時(shí)多年、階段性的提高原材料控制
• 降低培養(yǎng)基差異，提高批次間穩(wěn)定性
• 受監(jiān)管指南和細(xì)胞性能的驅(qū)動(dòng)不斷改進(jìn)
• 提供微量元素譜數(shù)據(jù)支持生物制造4.0計(jì)劃