Gevraagd over welke chromatografische toepassing hij droomt volgt er een uitgebreide wensenlijst. Theo Noij, hoofd van het chemisch laboratorium van NOTOX somt op wat hij en zijn medewerkers wel zouden willen: "Een gevoelige, universele en goedkope detector voor HPLC. Betere oplossingen voor ion-suppressie in een MS detector. Een lineariteit voor LC-MS die vier of vijf ordes van grootte beslaat. Verder zou een gevoelige NMR ideaal zijn als detector, maar dan eentje die niet een half kantoor in beslag neemt. De structuurinformatie die het levert is een broodnodige aanvulling op MS bij de identificatie van onbekende metabolieten. En ten slotte graag een universele ionisatietechniek voor LC-MS. Daarmee zouden verschillen in de spectra als gevolg van de interface of het merk apparaat uit de wereld zijn en kunnen we beter resultaten vergelijken en een bibliotheek opzetten waardoor identificatie een stuk makkelijker wordt, net zoals dat bij GC-MS mogelijk is."

Noij verwacht niet direct dat deze wensen op de volgende Instrument worden gepresenteerd. "Over het algemeen zie je daar kleine slimmigheidjes, geen spectaculaire ontwikkelingen. Interessant vind ik bijvoorbeeld een GC waarbij de kolom niet meer in een oven wordt opgewarmd maar door een mantel waardoor het veel sneller gaat. Een aardigheidje," aldus de labmanager.

Spraakmakend
Eind vorig jaar schafte NOTOX een apparaat aan dat Noij "de meest spraakmakende ontwikkeling in de chromatografie van de afgelopen paar jaar" noemt: een UPLC. De Amerikaanse fabrikant Waters heeft deze Ultra Performance Liquid Chromatography ontwikkeld. De techniek levert dezelfde scheiding als een HPLC in een veel kortere tijd (een factor 3-10 sneller) of een betere scheiding in dezelfde tijd. "Beide aspecten zijn voor ons interessant," zegt Theo Noij. "Wij doen veel aan methodeontwikkeling en validatie. Met een snellere analyse kan de analist wachten op het resultaat en meteen een nieuwe run doen. Dat komt de ontwikkeling ten goede," vindt Noij. Betere scheiding is ook belangrijk voor NOTOX: "Bij de identificatie van metabolieten, de afbraakproducten van geneesmiddelen betekent een betere scheiding een meer betrouwbare identificatie. Een beperking is dat er nog weinig kolommen en detectoren voor UPLC beschikbaar zijn. Maar we zijn erg enthousiast over de techniek, die inmiddels ook door andere fabrikanten als Agilent en Thermo is opgepakt," zegt Noij.

Hoe beslis je over de aankoop van zo'n apparaat? Noij: "Bij ons is de klant het belangrijkst. Met name in de farmaceutische industrie is het dodelijk om niet aan deadlines van de klant te kunnen voldoen. Bedrijfszekerheid staat dus bovenaan. De prijs/kwaliteitverhouding is natuurlijk van belang maar zeker ook de service en de relatie met de leverancier. Wij werken met een beperkt aantal grote leveranciers. De nieuwste snufjes zijn leuk maar voorwaarde is dat ze meerwaarde hebben voor ons werk. Veel van die ontwikkelingen zijn voor ons belangrijk. Onze klanten verwachten dat we state-of-the-art techniek in huis hebben. En voor onze medewerkers brengt het variatie, het is voor hen ook interessant om nieuwe technieken te introduceren."

Berglandschap
Een andere techniek die pas recent tot wasdom is gekomen is 2D-GC, ook wel comprehensive 2D genoemd wat zoveel wil zeggen als 'volledig twee-dimensionaal'. De hele eerste GC run wordt beetje bij beetje over een tweede kolom geleid. Elke piek uit het eerste chromatogram wordt verder gescheiden op de tweede GC. Daardoor ontstaat een spectrum dat nog het meest op een berglandschap lijkt. Een nadeel van 2D-GC is de enorme hoeveelheid data die het genereert. Iedere component komt verspreid over drie tot tien verschillende plaatsen op het 2D-chromatogram. Gecompliceerde software moet de kwantitatieve analyse van het berglandschap uitvoeren. "Kwalitatief is 2D-GC een goede methode," vindt Ruud Goedknegt, directeur van Bester BV, "Maar kwantitatief is het lastig." De populariteit van de methode is er echter niet minder om. Op het grote twee-jaarlijkse chromatografie-congres in Riva, Italië is er een hele conferentie aan GCxGC gewijd. De dataverwerking is ook op het congres het belangrijkste onderwerp van gesprek.

Goedknegt was in 1975 de eerste in Nederland die een 2D-GC aanschafte, zegt hij. Goedknegt grossiert in nieuwe ideeën voor chromatografische toepassingen. Hij heeft een aangepast 2D-GC systeem bedacht voor het scheiden van vetzuren in visolie waarmee het nadeel van 2D-GC grotendeels wordt weggewerkt. Goedknegt legt uit: "C18 vetzuren kunnen zo sterk onverzadigd zijn dat ze in het chromatogram tussen de C20 en C22 vetzuren terecht komen. De scheiding is dus onduidelijk. Ik heb een systeem ontwikkeld waarbij eerst gescheiden wordt op groepen, dus C16, C18, enzovoort. Op de tweede kolom worden deze groepen afzonderlijk gescheiden op retentievolgorde. Het is een simpel twee-dimensionaal systeem; dat is wat de klanten willen" denkt Goedknegt.

Pindakaas
Meer en sneller is in het algemeen een trend. Daarvoor is automatisering noodzakelijk, denkt Willem van Raalte van Da Vinci Europe. Het bedrijf verzorgt de automatisering en robotisering van labprocessen voor onder andere de chemische en farmaceutische industrie, milieulaboratoria en universiteiten. "Automatisering is leading in de farmaceutische industrie. Dat komt door de enorme hoeveelheid monsters. Maar ook door een gebrek aan analisten. Dat is enerzijds een geldkwestie, maar anderzijds willen analisten ook niet meer alleen maar potjes openschroeven en afwegen. Die processen schreeuwen om automatisering."

Goedknegt van Bester ziet ook een trend om het hele proces te automatiseren, en niet alleen de injectie. "Aan de ene kant heb je een liter water, en aan de andere kant rolt het analyseresultaat uit de chromatograaf. In de tussentijd is er geëxtraheerd, ingedampt, geïnjecteerd en gedetecteerd. On-line combineren van de clean-up met de chromatografie wordt dat genoemd." Van Raalte van Da Vinci is het ermee eens: "Het gaat niet alleen om een autosampler. Het hele proces, van het dekseltje eraf draaien tot de analyse. Het vertalen van menselijk handelen in geautomatiseerde oplossingen."

Wat is er nog niet te automatiseren? Van Raalte: "Pasta-achtigen zijn ontzettend moeilijk. Zuiver bemonsteren van een pot pindakaas of een zalfje is een grote uitdaging. Milieulabs hebben bijvoorbeeld vaak te maken met droge, drassige, natte en modderige grond. Daar zijn nu nog vier verschillende robots voor nodig. We willen graag een universele robot voor alles. We zijn al wel in staat om zuiver en nauwkeurig vaste stoffen als polymeren en vloeistoffen af te wegen met hetzelfde systeem. De truc met betrekking tot de zalfjes ligt wellicht bij de verpakkingsindustrie. Daar doen ze ook zalfjes in potjes. Dat doen ze echt niet met de hand."

Behalve sneller moet ook alles kleiner. Ruimte is geld en nano is hot. "Er zullen steeds meer dedicated systemen komen om maar één soort analyse uit te voeren," denkt van Raalte. "Alles is daarin nano: de bemonstering, kolom en detectie. Daarmee kan ook buiten het lab worden gemeten. Micro-GC's zijn al populair voor bijvoorbeeld milieuanalyses buiten het lab en in pilotplants. Dat zal ten koste gaan van de analyses binnen het lab. Van de honderd metingen wordt er misschien eentje ter controle op het lab worden uitgevoerd." Goedknegt: "Wij kunnen er niks mee. Aan zo'n micro-GC valt niets meer te sleutelen, er is geen plaats om extra kranen en detectoren aan te brengen."

Ultragoed
Fabrikant Waters van chromatografische apparatuur ontwikkelde deze Ultra Performance Liquid Chromatograph die de firma NOTOX aanschafte. Het bijzondere aan UPLC is het kolommateriaal dat bestaat uit heel kleine deeltjes van minder dan 2 micrometer, die toch heel constant van vorm en rond zijn. Hoe kleiner de deeltjes in de vloeistofchromatografie, hoe efficiënter de scheiding en hoe hoger de snelheid waarbij deze kan worden uitgevoerd. Die hoge snelheid vereist wel een hele hoge druk. De tweede doorbraak van Waters betrof het maken van een HPLC-pomp die een veel hogere druk kan leveren bij constante flow dan een standaard pomp. Drukken tot 1000 bar kunnen worden gehaald, tegenover maximaal 400 bar bij een gewone HPLC.

Het artikel is gepubliceerd in Chemisch2Weekblad no. 16, 30 september 2006 en in Mens & Molecule no. 7, september 2006.