Cambiar las reglas con la detección masiva

Cómo los detectores simplificados pueden proporcionar datos de masa para cada ejecución analítica y acelerar el desarrollo de métodos

Con acceso a múltiples sistemas de espectrometría de masas de distinto grado de sofisticación, Davy Guillarme (Universidad de Ginebra, Suiza) no estaba buscando activamente nuevas soluciones de detección de masas. Sin embargo, la empresa Waters ACQUITY QDa detector de masas le llamó la atención.

¿Por qué? Porque abre una nueva puerta a los datos de los espectros de masas. Guillarme -especialista en cromatografía- explica por qué la detección de masas, sencilla pero robusta, ha encontrado un papel importante en el desarrollo de métodos en su mundo: el análisis farmacéutico.

¿Cuáles son sus objetivos de análisis?

Mi campo de especialización es la cromatografía líquida (LC), la cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) y su hibridación con varios detectores, incluyendo UV, UV-DAD, ELSD, fluorescencia, MS, MS/MS y MS de alta resolución (HR)MS. Nuestro laboratorio está especialmente interesado en investigar las tecnologías modernas de LC y SFC; por ejemplo, el uso de columnas avanzadas (partículas porosas sub-2-μm o partículas superficialmente porosas sub-3-μm) junto con sistemas cromatográficos a presiones muy altas.

Nuestro objetivo general es desarrollar separaciones ultrarrápidas y/o de muy alta resolución para muestras farmacéuticas de distintos niveles de complejidad, es decir, el análisis de moléculas pequeñas y muy grandes en formulaciones farmacéuticas sencillas, pero también en fluidos biológicos (mediante una preparación adecuada de las muestras).

¿Cuáles son los retos analíticos a los que se enfrenta su laboratorio?

Hace unos años, uno de los principales obstáculos era la limitada velocidad de adquisición de los espectrómetros de masas, cuando se combinaban con la UHPLC. En la actualidad, el problema se ha resuelto en gran medida; la mayoría de los sistemas de EM son capaces de cumplir los requisitos de la LC rápida. Ahora nos enfrentamos a otros dos retos prácticos a la hora de adquirir datos de masas:

• La complejidad inherente a los instrumentos de EM (especialmente crítica para los técnicos y los becarios);
• El coste (tanto en términos de compra inicial como de mantenimiento continuo).

Otro reto, que pone de relieve el rápido desarrollo de la espectrometría de masas, es el hecho de que los sistemas de EM pueden quedar obsoletos al cabo de pocos años. Los nuevos modelos salen al mercado con tanta regularidad que es difícil mantenerse a la vanguardia en lo que respecta a la sensibilidad en una aplicación determinada.

¿De qué sistemas de EM dispone?

Disponemos de varios sistemas de EM de diferentes fabricantes, incluidos dos cuadrupolos simples, dos cuadrupolos triples, un Tof-MS, un QTof-MS y un Orbitrap. Dependiendo de la aplicación (dirigida o no dirigida) y de la sensibilidad requerida, tenemos la capacidad de hibridar diferentes instrumentos de entrada (electroforesis capilar, LC o SFC) a estas plataformas de MS.

¿Qué le motivó a buscar otras soluciones?

Los sistemas de EM de nuestro laboratorio son algo caros de operar y no siempre cómodos o fáciles de usar, por lo que suelen dedicarse a proyectos que tratan el análisis de matrices complejas (por ejemplo, orina, sangre, plasma, líquido cefalorraquídeo y extractos de plantas).

Los importantes costes de funcionamiento (y la gran demanda de instrumentos de EM) nos han impedido utilizar la espectrometría de masas para acelerar el desarrollo de métodos en cromatografía, aunque se sabe que es una herramienta muy potente. En los últimos años, hemos utilizado varios paquetes de software comerciales, incluida una herramienta de coincidencia de picos, para el seguimiento de picos basado en la absorbancia UV, para el desarrollo exitoso de métodos de HPLC.

Sin embargo, basándonos en nuestra experiencia, creíamos que el proceso de desarrollo de métodos podría ser más rápido y que la confianza en nuestros resultados aumentaría con la ayuda de la detección de masas. Para ello, me llamó la atención el lanzamiento del QDa, un detector de masas sencillo, relativamente sensible y de bajo coste, compatible con nuestro software cromatográfico Empower.

En particular, no siempre se necesitan instrumentos de EM de gran potencia. A veces, un detector de masas muy sencillo puede tener un impacto real en el laboratorio cuando se trata de desarrollar métodos, que es ahora una de las principales funciones de nuestro instrumento QDa.

¿Cómo encaja ACQUITY QDa en sus flujos de trabajo actuales?

El QDa se basa en una tecnología probada: la novedad de este sistema radica en su formato miniaturizado, así como en su facilidad de uso. En nuestro laboratorio, el QDa se utiliza tanto para proyectos de servicio como de investigación; por ejemplo:

• Desarrollo más rápido de métodos HPLC/SFC, utilizando el seguimiento de picos de MS;
• Identificación de impurezas producidas durante la síntesis química o en un producto farmacéutico comercial;
• El análisis de compuestos de pequeño peso molecular en matrices relativamente simples, especialmente cuando la sensibilidad UV no es suficiente o los compuestos no poseen cromóforos.

En nuestra configuración UHPLC-UV-QDa, se incluye una bomba de dilución con un divisor entre los detectores UV y QDa para alcanzar niveles de concentración que sean compatibles con ambos detectores. En general, el QDa es unas 100 veces más sensible que un detector UV (aunque este factor depende en gran medida de la naturaleza química de los compuestos analizados); utilizando esta configuración, la señal de ambos detectores puede registrarse al mismo tiempo.

¿Cómo valoraría el QDa desde el punto de vista de la gestión del laboratorio?

Desde el punto de vista económico, el QDa es extremadamente atractivo, ya que los costes de adquisición y funcionamiento son significativamente menores que los de cualquier otro instrumento de EM del mercado.

En términos de eficiencia en el laboratorio, el QDa es extremadamente fácil de usar y está controlado por Empower, un paquete cromatográfico ampliamente utilizado, lo que significa que los técnicos y pasantes pueden ser entrenados para usar el QDa en menos de un día.

En mi opinión, la simplicidad del QDa es comparable a la de los detectores espectroscópicos, por lo que puede ser utilizado incluso por personas con una formación muy limitada en EM.

Gracias a estas características positivas, ahora podemos utilizar la detección de masas para más aplicaciones, mejorando la confianza en nuestros resultados y aumentando la cantidad de información que se puede obtener de una sola inyección.

En la mayoría de los laboratorios, el espacio de la mesa es escaso, pero como el QDa está totalmente integrado en el instrumento de UHPLC, no ocupa espacio adicional.

Otra sorprendente ventaja del detector de masas QDa tiene que ver con la comodidad. Las bombas primarias de otros instrumentos de EM son ruidosas y suelen funcionar las 24 horas del día, lo que hace que los entornos de laboratorio sean agotadores. El QDa (y su bomba primaria) puede desconectarse fácilmente cuando no se utiliza, lo que supone una clara ventaja. Tras encender el instrumento, sólo se necesitan unos minutos para que el sistema pueda analizar las muestras. Y como la bomba primaria es mucho más pequeña que la de otros dispositivos de EM, el ruido sigue siendo razonable incluso cuando el QDa está en uso.

¿Cambiarán los sistemas robustos y simplificados la forma de adoptar la detección de masas?

Muchos laboratorios podrían beneficiarse de la excelente sensibilidad, la alta selectividad y la información de masa que proporciona la espectrometría de masas, que complementa perfectamente los métodos cromatográficos. Sin embargo, como se ha señalado anteriormente, no siempre se dispone de estos instrumentos de EM, ya sea por el coste asociado o por la falta de técnicos altamente cualificados. El QDa cambia las reglas. Ha sido diseñado específicamente para los cromatógrafos y no para los espectroscopistas de masas, y hace que la detección de masas sea mucho más asequible.

¿Cómo ve el futuro de la detección de masas en su campo?

La detección de masas es extremadamente útil en la química analítica y, sin duda, seguirá desarrollándose a un ritmo rápido. Veo dos tendencias diferentes en el mercado de la EM. Por un lado, muchos proveedores seguirán ofreciendo instrumentos de EM con un rendimiento cada vez mayor; estos instrumentos de última generación están obviamente dedicados a los espectroscopistas de masas, con formación y conocimientos específicos. Para esta categoría de instrumentos, sospecho que la EM-IM se utilizará cada vez más en el futuro.

Por otro lado, existe un claro impulso para que los datos de masa sean más accesibles para los no espectroscopistas de masas (por ejemplo, los cromatógrafos). En este caso, el menor coste, la simplificación del funcionamiento, la reducción del tamaño y la reducción del mantenimiento son los factores más importantes. En el futuro, espero -y me gustaría ver- que otros tipos de analizadores de masas entren en esta segunda categoría, incluidos los instrumentos de triple cuadrupolo y de tiempo de vuelo.

Este contenido fue producido y publicado originalmente por The Analytical Scientist para Waters: Mass Data Made Simple.

Más información:

• Vea cómo el ACQUITY QDa puede convertirle en el héroe de su laboratorio analítico
• Libro blanco: Cambiando el panorama de la detección de masas en el laboratorio de cromatografía
• Libro blanco: Integración perfecta de la detección de masas en el flujo de trabajo cromatográfico UV
• Datos masivos simplificados, The Analytical Scientist (enero de 2017)