Tápközegek minőségi és mennyiségi elemzése Raman kémiai térképezéssel
A biológiai eredetű gyógyszerkészítmények utáni kereslet az elmúlt évtizedekben jelentősen megnövekedett, ezáltal elengedhetetlen ezen terápiás fehérjék költséghatékony és biztonságos előállítása, melyhez szükséges a Helyes Gyógyszergyártási Gyakorlat (GMP, Good Manufacturing Practice) és a Folyamatkövető és -analizáló Technológia (PAT, Process Analytical Technology) elvei alapján a gyártási folyamat és a kiindulási anyagok kritikus paramétereinek analízise és szabályzása. Monoklonális antitesteket termelő emlőssejteket kémiailag definiált tápközegekben tenyésztenek, melyek összetétele azonban gyártótól függ és nem mindig ismert. Az upstream műveletek nagy variabilitásának egyik leggyakoribb forrása az ismeretlen - ezáltal nehezen szabályozható – médiaösszetétel, ami akár 50-100 komponenst[1] is jelenthet.
Kutatásom során adalimumab termelő CHO (Kínai hörcsög petesejt – Chinese hamster ovary) sejtek tenyésztésére alkalmazott tápközegek minőségi és mennyiségi elemzését valósítottam meg. Célom az volt, hogy Raman kémiai térképezés és kemometriai módszerek alkalmazásával minél több ismeretlen komponenst azonosítsak a médiumban, valamint különböző adatelemzési módszerek alkalmazhatóságát vizsgáljam a komplex mintákon.
A tápközegben nagy valószínőséggel jelen levő komponensekről, mint például a glükóz és az esszenciális aminosavak referencia Raman-spektrumokat vettem fel. A tápközegekről por formában Raman kémiai térképeket készítettem, melyeket a referenciákkal megegyező módon adatelőkezelésnek vetettem alá. A térképeket többváltozós adatelemzési módszerekkel vizsgáltam, melyek közt szerepelt a többváltozós görbefelbontás - váltakozó legkisebb négyzetek módszere, mellyel a meglévő referenciákon kívül további önálló spektrumokat nyertem ki a térképekből, majd a SAM-OP spektrális szögtérképező algoritmussal ellenőriztem, hogy ezek valóban tisztán jelen vannak-e a mintákban. Végül a széles körben használt klasszikus legkisebb négyzetek módszerével határoztam meg a komponensek százalékos koncentrációját a térképeken.
Eredményeim arra mutatnak, hogy ezen adatelemzési módszerek alkalmazásával olyan nagy számú komponenst tartalmazó összetett keverékek is vizsgálhatók, amire eddig nem volt példa, mind az ismert komponensek mennyiségi elemzése, mind az ismeretlenek felderítése céljából.
1. Ackermann T, Tardito S. Cell Culture Medium Formulation and Its Implications in Cancer Metabolism. Trends in Cancer. 2019;5(6):329-332. doi:10.1016/j.trecan.2019.05.004
szerző
-
Bornemissza Zsuzsanna
Biomérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Farkas Attila
tudományos munkatárs, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Dr. Hirsch Edit
Tudományos munkatárs, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
