Chromatografie is van oudsher een techniek die in het lab wordt gebruikt om stoffen te scheiden en te analyseren. Voorbeelden van chromatografietechnieken zijn gaschromatografie (GC), vloeistofchromatografie (LC) en superkritische vloeistofchromatografie (SFC). Tijdens LabNL zullen de laatste ontwikkelingen binnen dit werkveld besproken worden. Johan Scholtens, market manager bij Shimadzu Benelux, geeft ons alvast een inkijkje in interessante innovaties van nu en de kansrijke technieken voor de toekomst. 

Door: Dimitri Reijerman 

In de labwereld wordt superkritische vloeistofchromatografie (SFC) gezien als een welkome aanvulling op de traditionele vloeistofchromatografie (HPLC). Scholtens: “De basistechnieken die in het lab worden toegepast zijn veelal gaschromatografie en vloeistofchromatografie. Deze twee technieken genereren zo’n 80 tot 90 procent van de omzet bij veel laboratoria. Maar nu komt SFC als opkomende techniek daarbij. En SFC is sterk in opkomst.” 

“Er zijn zo’n vijf bedrijven die deze markt beheersen, waaronder Shimadzu”, stelt Scholtens. “Deze bedrijven verrichten ook de meeste innovaties. Als je kijkt naar SFC, dan wordt er de laatste jaren steeds meer tijd en geld gestoken in de verdere ontwikkeling van deze techniek.” 

“Als je kijkt naar High-performance liquid chromatography (HPLC, ook wel high-pressure liquid chromatography geheten) en preparatieve HPLC, dan wordt dat vaak als front ingezet voor massaspectrometrie. Wil je met massaspectrometrie werken, dan is SFC, waarbij CO2 als loopvloeistof wordt gebruikt, zeker interessant. SFC biedt ten opzichte van HPLC een hogere gevoeligheid en specifiteit bij het analyseren van complexe monsters.” 

Meer pluspunten SFC
Een ander voordeel van SFC is dat het proces minder afval oplevert, doordat de gebruikte oplosmiddelen minder toxisch zijn dan bij het geval is. Bovendien zorgt dit voor lagere kosten, meent Scholtens, terwijl de technologie steeds vaker wordt gebruikt: “Bij SFC had je lange tijd early developers. Deze startups zijn grotendeels opgekocht door een aantal grote developers. Inmiddels kun je als vernieuwing aanwijzen dat SFC veel beter in de dagelijkse werkroutine toepasbaar is. Voorheen gaf deze chromatografietechniek vaak problemen: het was niet robuust genoeg en moeilijk repliceerbaar. Bovendien wordt SFC inmiddels regelmatig toegepast bij preparatieve HLPC of als een extractievloeistof. Samenvattend kun je zeggen dat SFC steeds breder en vaker wordt toegepast, vooral in de farmaceutische wereld. Toch zie je ook een beweging naar SFC binnen de foodsector.” 

Ondanks dat de kosten bij het toepassen van SFC veelal lager zijn, is dit niet altijd het geval, zegt Scholtens: ““SFC is de afgelopen jaren goedkoper geworden, maar nog steeds een factor 1,5 duurder dan standaard HPLC. Wij werken altijd met modulaire systemen, dus je kunt als lab met een eenvoudig systeem beginnen. Die kun je later uitbreiden met bijvoorbeeld een fractieverzamelaar, of - als je zowel preparatief als analytisch wil gaan werken – kun je schakelsystemen of kolommen toevoegen.”

Kunstmatige intelligentie
De deskundige van Shimadzu ziet naast verbeteringen in de vloeistofchromatografie ook andere technologische innovaties opkomen: “Ook in de chromatografie zal Artificial Intelligence (AI) steeds belangrijker worden. Daarmee probeer je een systeem in toenemende mate autonoom te laten werken. Als er bijvoorbeeld plots een probleem ontstaat, zoals een val in de druk of een andere fluctuatie, dan kan de AI besluiten om het gehele systeem opnieuw op te starten en de sample waar het mee bezig was te herinjecteren. Dit principe hebben wij bij Shimadzu al geïmplementeerd in een aantal systemen. Je gaat steeds meer toe naar meedenkende systemen.” 

Toch blijft de wetenschappelijke wereld continu de lat hoger leggen. “Wetenschappers kijken altijd naar detectiegrenzen”, zegt Scholtens. “Zij willen altijd minder, minder en nog minder kunnen meten. Ook streven onderzoekers ernaar om het maximale te halen uit een sample. Daarmee wil je dat de detector tijdens de chromatografie gelijk alles kan meten. Daarbij moet je apparatuur die uitstekend kan kwantificeren combineren met onderdelen die juist heel goed kunnen kwalificeren. Daar wordt door ons en andere bedrijven aan gewerkt. En bij HPLC wil je altijd nog sneller en robuuster kunnen werken. Dat kun je bereiken met ultra high-pressure liquid chromatography bereiken. Andere veelbelovende ontwikkelingen, maar grotendeels nog in de beginfase, zijn hoge temperatuur vloeistofchromatografie en 2D LC.” 

Wil je meer weten over de laatste ontwikkelingen binnen chromatografie? Bezoek LabNL.