A história da cromatografia – parte 3 • Matrix LCMS

Vamos evoluir? Caminhando um pouco mais no tempo, chegamos aos anos 90 com a empresa Waters Corporation mostrando porque é líder mundial no segmento, ela é responsável por desenvolver um processo de empacotamento de colunas com matérias primas de alta pureza ,lançamento da coluna HPLC Symmetry®. Outro feito da empresa foi em 1999 com o lançamento da coluna XTerra® HPLC, essa tecnologia foi capaz de aprimorar a velocidade de análise, melhorar a simetria de picos e a faixa operacional do pH, além de indiretamente otimizar a descoberta de novos medicamentos. Mas o que tem por trás dessa tecnologia que trouxe tantas vantagens? O processo de fabricação e desenvolvimento das colunas é segredo de estado, cada fabricante com seu caso de sucesso e suas respectivas patentes, portanto nunca saberemos de fato como é feita essa coluna (a não ser que você trabalhe com isso), mas conseguimos algumas informações importantes sobre: As colunas XTerra® combinam as melhores propriedade de sílica e de ligantes poliméricos com uma tecnologia híbrida patenteada que substitui um a cada três silanóis com um grupo metílico. Essa hidrofobicidade distribuída através da espinha dorsal das partículas resulta em altas velocidades de análises, resistência a altas temperaturas e pH elevado.

Figura proveniente do catálogo de consumíveis da empresa Waters: 720006361en

O assunto colunas cromatográficas é complexo, mas contem com nossos próximos materiais para esclarecimentos mais aprofundados. Por hora, indicamos que acesse o catálogo de produtos da Waters para notarem a dimensão do assunto “colunas cromatográficas”.

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Chegamos aos anos 2000 e a evolução está a todo vapor, sem sair do objetivo de melhorar a eficiência das análises cromatográficas, novamente a Waters Corporation lança um sistema cromatográfico nunca antes visto. Partículas de 1.7µm, equipamento que suporta 18000 psi e uma diminuição em tempo de análise de até 10 vezes, sabe o que isso significa? A concorrência desesperada, e além disso, uma economia muito grande em todos os sentidos para as empresas que adotaram os equipamentos. Brincadeiras à parte, houve de fato uma evolução significativa não só com as partículas das colunas cromatográficas mas com toda a engenharia dos equipamentos cromatográficos.

Mantendo a ótica da evolução das colunas cromatográficas, nota-se que dos anos 2000 aos anos 2020 a evolução não foi na diminuição dos tamanhos de partículas mas sim no desenvolvimento de ligantes e da base ligada das colunas cromatográficas, assim como, a evolução da eficiência de separação de compostos melhorando a instrumentação analitica com cada vez menos dispersão. Mas e a tecnologia empregada na evolução das partículas das colunas? Partículas a base de sílica tem sido amplamente utilizadas ao longo de anos devido a ampla aplicabilidade em uma ampla gama de aplicações, mas as colunas tradicionais à base de sílica usadas em HPLC têm partículas com estrutura de poros abertos e grandes colunas, o que as torna mecanicamente instáveis quando operadas em pressões de UPLCs ( ou UHPLCs, termo também muito usado). Nesse ponto entram as novas tecnologias em partículas, vamos combinar as partículas de sílica com partículas poliméricas para fornecer à coluna cromatográfica maior estabilidade mecânica e maior estabilidade química, mantendo a eficiência de separação e afinando o desenvolvimento analítico.

O que esperar do futuro na cromatografia líquida e mais especificamente das colunas cromatográficas: É uma das técnicas mais amplamente utilizadas para fins preparativos e analíticos, portanto sempre em foco de grandes empresas, não será surpresa o lançamento de colunas cromatográficas com partículas menores que 1.5µm e com maiores capacidades de empacotamento, conferindo a colunas menores a mesma capacidade de resolução que observamos em colunas longas. Um fator importante para evolução das colunas é a produção de ligantes com afinidades químicas mais eficientes mantendo o foco na tecnologia verde, em outras palavras, evolução das colunas cromatográfica que conferem alta eficiência e que proporcionem a diminuição de geração de resíduos químicos e que evite o uso de solventes prejudiciais à saúde dos analistas. Não menos importante, o desenvolvimento de equipamentos com menores volumes de sistema (abaixo de 360µL) e menor dispersão, tudo isso atrelado a capacidade de suportar pressões maiores que 20 mil psi.

A história da cromatografia é recheada de momentos especiais que mereciam um texto muito maior que o atual, além disso a complexidade do assunto cromatografia é muito grande devido a diversidade de aplicações que essa técnica de separação proporciona aos usuários, aos fabricantes de equipamentos e aos profissionais técnicos que atuam nessa área. Com essa linha de raciocínio considere sempre que não há limitações sobre o conhecimento em cromatografia.

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Referências:

Claesson, S. Frontal analysis and displacement development in chromatography. Annals of the New York Academy of Sciences 1948, 49, 183. [CrossRef] [PubMed]

https://www.labmanager.com/laboratory-technology/evolution-of-chromatography-columns-18674

C. P. A.; Nascimento, L. S. M.; Godoy, R. L. O. Rev. Virtual Quim., 2015, 7 (4), 1225-1271. Data de publicação na Web: 2 de abril de 2014

https://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/720006361en.pdf