【讲座分享】智能质谱与生物反应器联动，加速细胞基因治疗工艺开发

2022-10-28 09:20:22, 沃特世沃特世科技（上海）有限公司

CQA数据在生物制品开发过程中发挥着重要作用，但分析结果往往要在采样数周后才能获得。为了助力生物制药行业的高速发展，赛多利斯与沃特世达成合作 — 作为新型生物工艺分析仪， Waters BioAccord LC-MS系统与赛多利斯Ambr多并行生物反应器系统实现数据联通，提供有关生物原液、相关分析物和细胞培养基的质谱信息。该组合可在提高准确性的同时大幅提升从克隆筛选到生物工艺优化等各项任务的完成速度。

图. Waters BioAccord LC-MS系统（左）、SartoriusAmbr 15系统（右）。

常规的生物制药工艺开发流程

在常规生物制药工艺开发过程中，需要经过细胞系筛选/克隆筛选、上下游条件优化、PQA参数监测、生物工艺优化和可比性研究等环节，其分析步骤往往需要通过合作实验室或质谱中心实验室执行LC-MS检测，因此，通常需要4周时间才能收到培养运行的PQA和培养基分析结果，且下一次迭代开始时获得的信息可能并不完全。因此，生物工艺科学家们对于自动化前处理、LC-MS多属性方法构建以及高通量LC-MS工作流程的需求正日益增加。

图1. 生物制药工艺开发流程。

细胞与基因治疗 — 病毒载体的工艺开发

在基于病毒载体的基因治疗中，修饰的病毒被用作药物递送载体，将特定基因片段递送到细胞中。HEK293常用于生产病毒载体，如腺病毒、腺相关病毒和逆转录病毒载体等。基于BioAccord LC-MS系统开发的细胞培养基方法已被用于HEK293病毒载体培养基的分析。

图2. 基于BioAccord/waters_connect平台的培养基分析工作流程示意图。

在HEK293培养基中检测到三大类化合物，氨基酸、维生素以及几种核酸和核苷。最丰富的化合物类别是氨基酸；其次是维生素；核酸和核苷是最不丰富的化合物。快速代谢的氨基酸谷氨酰胺以其稳定的二肽形式被包括为丙氨酰谷氨酰胺。与基础培养基DMEM和IMDM相比，HEK293病毒载体培养基通常具有更高浓度的氨基酸和维生素。核酸和核苷通常不存在于基础培养基中。前35种化合物在1:200和1:500的稀释比下观察到了出色的LC-MS重现性，如表1所示。根据在多次稀释时观察到的响应，建议将1:500的稀释比用于常规监测病毒载体生产过程中的培养基成分。

图3. ESI+条件下，在HEK293介质中观察到的前34种化合物的覆盖XIC图。出于显示目的，氨基酸是从1:2,000稀释的样品中提取的，维生素和其他化合物是从1:100稀释的样品中提取的。维生素肌醇在负离子模式下观察到（数据未显示）。

图4. HEK293培养基中检测到三大类化合物响应的代表性条形趋势图。(A)氨基酸-异亮氨酸为例，在进样开始和结束时显示标准校准曲线，异亮氨酸存在于标准品和所有培养基样品中。(B)维生素-吡哆醇为例，显示该化合物存在于HEK293培养基和DMEM培养。基中，而不是像预期的那样存在于IMDM培养基中；(C)核碱基-次黄嘌呤为例，显示该化合物存在于HEK293中，而不是存在于DMEM和IMDM介质中。

表1. 基于三次重复进样的前35种化合物的响应和重现性摘要

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分析结果显示，HEK293含有超过35种化合物，其化合物类别包括氨基酸、维生素以及核酸和核苷，可以很容易地检测和监测。数据表明，除了蛋白质生产中的细胞培养和微生物培养基监测外，细胞培养基分析方法还适用于基因治疗中的一般培养基监测。

讲座回顾

为帮助广大用户更好地了解生物工艺开发过程中加速CQA和培养基分析过程，沃特世携手赛多利斯举办了主题网络研讨会，探讨了如何将生物反应器Ambr 15连接到BioAccord LC-MS系统，并在24小时内生成高质量数据。现在就扫描下方二维码回顾吧，了解赛多利斯和沃特世合作带来的优势，以及如何简化您的分析测试。

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研讨会主题:

如何通过连接Ambr 15和BioAccord系统缩短CQA分析周转时间

更频繁地分析如何揭示CQA在细胞培养过程中的变化

深入挖掘 — 从培养基分析中获得对细胞培养过程的进一步洞察

主讲人：

Charles Prochaska

赛多利斯研发上游工程师

工程硕士学位毕业于美国纽约曼哈顿学院，并于2010年加入赛多利斯，担任上游研发工程师及担任上游解决方案测试和设计的细胞培养主题专家，并支持专注于分析集成和上游工艺改进的行业合作伙伴。

Guillaume Bechade

沃特世全球生物制药市场高级经理

Guillaume目前在沃特世负责全球生物制药市场，并重点关注生物工艺项目。于2010年加入公司，并担任各种应用开发和管理职责，针对单抗新模式的表征和监测提供了鼓舞人心和颠覆性的分析解决方案，赢得了声誉。任职期间，Guillaume管理EMEA生物制药领域营销，领导中欧生物制药业务发展，负责区域业务战略和执行。在2010年加入沃特世担任LC-MS应用专家之前，Guillaume在法国斯特拉斯堡大学获得了基于质谱的蛋白质组学博士学位。他之前拥有化学硕士学位和工程化学硕士学位。