使用Ramanrxn2™进行哺乳动物细胞培养的分析

哺乳动物细胞培养物涉及受控环境中细胞的生长。它们是复杂的过程，对于生产病毒疫苗等生物制品至关重要。本文根据美国FDA的过程分析技术（PAT）主动的目标，讨论了新的生物过程分析的开发和使用，并“设计”（QBD）的“质量”（QBD）。

拉曼光谱的优点

使用拉曼光谱在美国，生物过程可以在现场快速、实时地监测和控制，使该技术适用于QbD和PAT应用。具有不受系统中其他元素干扰的定量分析复杂系统成分的能力是至关重要的，例如生物过程细胞培养。

近红外光谱和拉曼光谱等振动光谱技术产生生物和有机分子的典型“指纹”光谱，从而能够选择特定的峰进行定量分析。此外，它们兼容非接触式或浸入式采样光学，在很少或不需要样品制备的情况下，在几秒钟内收集数据。

然而，与拉曼光谱相比，水在哺乳动物细胞培养等水基系统的近红外光谱中的干扰非常高(图1)。这是由于水的拉曼光谱非常弱。因此，拉曼系统更适合于生物过程的分析。

拉曼光谱的优点

图1。葡萄糖和乳酸在水中的拉曼光谱和近红外光谱比较。用3rd.订购基线校正和1英石将阶导数应用于近红外光谱。

实验的程序

本实验分析了CHO细胞培养组分的光谱特异性。将谷氨酰胺、乳酸和葡萄糖样品制成哺乳动物细胞培养中存在的浓度。一个Ramanrxn2™分析仪结合457mm原位探针和785 nm Invictus™激光对样品进行分析。使用2升高压玻璃生物反应器进行4批CHO细胞培养(批次1-4)。

使用旋转器烧瓶来生长种子培养物，并且对生物反应器的接种是2×10的细胞密度5.细胞/毫升。所有控制因素和实践都使用模拟工业补料批次CHO细胞培养过程。对于每批，抓取样本大约每天两次从生物反应器中提取，并在BioProfile的帮助下离线研究®基本的100个自动分析仪。

将拉曼探针直接通过头部板置于生物反应器中，并且每20分钟连续收集拉曼光谱，其暴露时间为30秒，直至运行完成。

实验结果

使用了几种不同的分析技术来分析在线拉曼数据。使用最简单的拉曼峰面积趋势在批量期间观察葡萄糖的相对浓度变化。下一步是通过离线参考数据与1135厘米下的基线综合区域的相关性的相关性通过与基线综合区域的相关性的相关性，创建用于葡萄糖浓度的定量单变量模型。-1．然后将离线样品与在从生物反应器中除去样品之前和之后获得的光谱匹配。

利用1-3批的数据建立单变量校准模型。最后一步是使用多元数据分析包(GRAMS PLSplus/IQ™)创建谷氨酰胺、乳酸盐和葡萄糖的偏最小二乘法(PLS)多元校准模型。

使用PLS(每个成分一个模型)对每个物种在1-3批处理过程中获得的参考测量值与更大范围的拉曼光谱进行相关性分析。使用单变量和PLS模型，预测第4批(验证批)浓度(图2、2和表1)。

单变量和PLS葡萄糖模型的校准结果。SECV =交叉验证的标准误差。

图2。单变量和PLS葡萄糖模型的校准结果。SECV =交叉验证的标准误差。

葡萄糖的验证结果:单变量(A)和PLS (B)，乳酸(C)和谷氨酰胺(D)模型显示第4批测量和拉曼预测浓度随时间的变化。

图3。葡萄糖的验证结果:单变量(A)和PLS (B)，乳酸(C)和谷氨酰胺(D)模型显示第4批测量和拉曼预测浓度随时间的变化。

表1。葡萄糖、乳酸和谷氨酰胺PLS模型的校准和验证结果总结。SEC =校准标准误差，SEP =预测标准误差。

组分 自我预测 交叉验证 批量4验证
R.2 秒（g / l） R.2 SECV（G / L） 9月(g / L)
葡萄糖 0.99 0.16 0.97 ０．３３ 0.34
乳酸 0.99 0.06 0.96 0.18 0.14
谷氨酰胺 0.99 0.03 0.97 0.04 0.06

从图2、3和表1可以看出，用1 - 3批次数据建立的校准模型可以有效地预测第4批次中各组分的浓度，且R2每个组件的0.99的值。

结论

从结果来看，很明显，细胞培养可以在原位监测和实时分析使用拉曼光谱分析仪．利用拉曼光谱可以方便、准确地分析水基体系，对细胞培养代谢产物和营养物质具有化学特异性。

关于Kaiser光学系统

Kaiser光学系统，Inc。是光谱仪器仪表和应用全息技术的世界领导者。主要产品包括拉曼传感器和仪表，光谱和天文学和超快速科学的先进全息组件。亚博老虎机网登录主要办事处和制造工厂位于密歇根州安娜堡。

他们的产品和服务部署在世界各地的各种应用领域，如制药和化学制造、纳米技术、电信、教育、法医学、深海勘探和天文学。亚博老虎机网登录从比人的头发yabo214还小的粒子到行星那么大的物体，他们的产品为客户提供了对当今和“古老”问题的独特见解。

Kaiser成立于1979年，以满足航空电子市场对衍射或全息光学的需求。Kaiser于1990年推出全息陷波滤波器，进入光谱学市场。1993年Kaiser发布了他们的第一台拉曼分析仪，HoloProbe。2013年，该公司成为Endress+Hauser集团的一部分。

为了更好地服务欧洲共同体，凯撒于1998年在欧洲开设了一家新的子公司。凯撒光学系统SARL位于法国里昂。Kaiser SARL管理他们在欧洲的分销商网络。

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引用

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  • 美国心理学协会

    Kaiser光学系统，INC ..（2019年7月23日）。使用Ramanrxn2™进行哺乳动物细胞培养的分析。Azom。从7月8日，2021年7月08日从//www.washintong.com/artice.aspx?articled=11267中检索。

  • MLA.

    Kaiser光学系统，INC。“使用RamanrXN2™进行哺乳动物细胞培养的分析”。AZoM．08 7月2021年7月。。

  • 芝加哥

    Kaiser光学系统，INC。“使用RamanrXN2™进行哺乳动物细胞培养的分析”。Azom。//www.washintong.com/article.aspx?articled=11267。（访问于7月8日，2021年7月）。

  • 哈佛大学

    凯泽光学系统公司。2019.使用Ramanrxn2™进行哺乳动物细胞培养的分析．AZoM, viewed september 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=11267。

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