细胞培养基和发酵液里,氨基酸、糖、糖醇、维生素、有机酸、无机离子挤在一起,而这些成分大多没有或只有弱紫外吸收,传统上要衍生才能用UV或荧光测,一类一个方法很麻烦。用亲水作用色谱配电雾式检测器(HILIC-CAD),可以不衍生就一针进样同时测多类成分——这对培养基放行质控和生物药、合成生物的发酵过程监控特别实用。
一、培养基的成分为什么难测？
培养基是个"大杂烩":几十种氨基酸、葡萄糖等糖类、糖醇、维生素、有机酸、钠钾镁钙磷等离子。问题是它们发色团很弱或没有——氨基酸只有弱吸收、糖和糖醇基本无吸收。用UV要柱前/柱后衍生,一步步来又慢又容易出错;不同类别往往还得各上一套方法。
二、HILIC-CAD:一针进样,多类成分一起测
CAD 基于雾化颗粒质量做通用检测,不依赖发色团。配亲水作用色谱(HILIC)或离子对色谱,能不衍生直接测未衍生氨基酸、糖、糖醇、维生素和离子。有文献报道的方法一次分离多达30种分析物,其中含17种糖、7种糖醇、5种离子。一针把一大片成分看清楚,省掉逐个衍生的功夫。
三、用在哪:从放行质控到过程监控
- 培养基放行质控:进料培养基的关键成分含量核对,批间一致性;
- 发酵/细胞培养过程监控:跟踪底物消耗(葡萄糖、谷氨酰胺等氨基酸)和代谢/产物生成(乳酸、有机酸等),指导补料和工艺优化;
- 上游工艺开发:培养基配方筛选、代谢分析。
生物药(单抗、重组蛋白)上游和合成生物发酵,都要盯这些无紫外成分的动态变化,CAD 正好是通用又省事的手段。
四、和其他手段怎么分工
需要说清:CAD 管的是定量和多成分通用检测;如果要精确的身份确认或痕量未知物结构,那是液质(LC-MS)的活。合理搭配是:HILIC-CAD 做过程监控和常规定量,LC-MS 在需要时做确证,两者互补。
五、国产替代:上游过程分析的国产组合
培养基与发酵监控里,无紫外成分的定量是核心,这块国产 CAD 能接住。瓴峰 SparkFlux2000 电雾式检测器(CAD)动态范围4个数量级、蒸发温度室温+5℃~100℃可调、重复性RSD≤1%,可对接岛津、安捷伦、沃特世等主流液相,做培养基与发酵液里氨基酸、糖、糖醇、离子等的定量;其核心荷电技术(直接电晕荷电DCCM)相关研究成果发表在ACS《Analytical Chemistry》上。需要分离纯化单体成分时,可配自研 WKPrep 高压制备液相。无发色团成分的更多用法见 氨基酸怎么测 与 糖类怎么测。
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Q：培养基里的糖和氨基酸能一起测吗？
A：能。HILIC-CAD不衍生一针进样,可同时测未衍生氨基酸、糖、糖醇、维生素和离子,有方法一次分离30种分析物。
Q：发酵过程监控用CAD有什么好处？
A：底物和产物很多无紫外吸收,CAD通用检测、免衍生,一套方法跟踪多个组分变化,适合补料决策与工艺优化。
Q：CAD测氨基酸要衍生吗？
A：不用。离子对或HILIC配CAD可直接测未衍生氨基酸,简化前处理。
Q：需要确认成分身份怎么办？
A：精确身份或痕量未知物结构用LC-MS确证,CAD负责定量和多成分通用检测,两者互补。