¿Es realmente tan engorroso utilizar Microflow LC en un entorno industrial?

La cromatografía de microflujos o de nanoflujos se ha utilizado sobre todo en el entorno académico y de investigación fundamental en el pasado por sus diversas ventajas con respecto a la cromatografía líquida analítica, pero rara vez en los entornos industriales. Esto se debe probablemente a que muchos creen que es una técnica muy complicada de realizar. Pero, ¿es esto una realidad o sólo una percepción?

Cuando estaba en la escuela de posgrado hace más de 10 años, tuve que cuantificar aductos de nucleótidos en biomatrices complejas a concentraciones muy bajas con una cantidad limitada de muestra (nivel de amol en hepatocitos humanos). Las columnas de 2,1 mm y 4,6 mm de diámetro interior no son definitivamente las mejores opciones para esta tarea, por lo que tuve que empaquetar mis propias columnas capilares, lidiar con los tubos de sílice fundida y lidiar con un montón de piezas pequeñas y conectores quisquillosos para poder "disfrutar" del beneficio de la sensibilidad del LC/MS de bajo flujo.

Solía poner en marcha el proceso de empaquetado de columnas después de comer y comprobar constantemente el progreso durante horas. Si nada se torcía (¿he dicho que tardé seis años en terminar la carrera?), podía empaquetar dos columnas al día. Si tenía mucha suerte esa semana, una de cada cinco columnas funcionaba (más o menos). Si tenía una semana no tan buena, mi récord era de una de 12. Estas experiencias fueron las más dolorosas entre todas las agonías que tuve que afrontar en la escuela de posgrado.

Como todos sabemos, la sílice fundida es súper "delicada": cortarla bien es un arte, y conectarla correctamente requiere manos estables y una enorme paciencia. La fabricación de una columna utilizable y la configuración de un sistema de nano o microflujo que funcione bien fueron, en realidad, sólo una pequeña parte de la historia del sollozo (Figura 1).

El mayor problema que encontré fue la reproducibilidad de una instalación a otra. Era casi imposible debido a las muchas variables introducidas durante los procesos de empaquetado e instalación de la columna. Podría seguir hablando de la pesadilla que supuso la cromatografía capilar en mis tiempos de estudiante de posgrado, pero ya no importa (¡me he graduado!). La pregunta es: ¿siguen los científicos teniendo que pasar por este tipo de dificultades cuando están desesperados por la sensibilidad? La respuesta es no (¡vaya!).

En los últimos años, se han producido grandes mejoras en la LC/MS microfluídica creada por varios proveedores. La LC/MS nano o microfluídica integrada es la que mayor impacto positivo tiene para aliviar los puntos débiles de la técnica de microfluidos.

Por ejemplo, el sistema ionKey/MS (Figura 2) incorpora la separación cromatográfica líquida como parte de la fuente ESI del espectrómetro de masas. En este caso, todas las conexiones esenciales se realizan cuando un dispositivo similar a una llave, el dispositivo de separación iKey, se inserta directamente en la fuente de iones del MS. El iKey es una columna LC de microcanal que combina todas las conexiones eléctricas, el control de la calefacción, la entrada de gas de nebulización y el emisor ESI (Figura 3). Con este dispositivo de separación totalmente integrado, todo lo que hay que hacer es conectarlo a la fuente y bloquearlo en su lugar girando una perilla (Figura 4).

El iKey es un dispositivo de separación basado en azulejos, de tipo plug-and-play. Como parte de la fuente de iones del espectrómetro de masas, alivia la frágil columna de sílice fundida y sus fugas debidas a conexiones delicadas o a sílice fundida agrietada. La manipulación de las conexiones dentro del sistema es mínima. Proporciona una gran robustez y reproducibilidad del sistema (Figura 5), y reduce el volumen muerto entre la salida de la columna y la fuente de EM, lo que minimiza eficazmente la dispersión de los picos.

El iKey está disponible con material de empaquetado de 1,7 µm o 1,8 µm que también permite una capacidad de separación de alta calidad de grado UPLC. Por supuesto, lo más importante es que conserva la ventaja de la LC de microflujo "clásica": ¡eltodopoderoso aumento de la sensibilidad! (No se fíe de mi palabra: revisaremos algunos datos reales en mi próxima entrada del blog).

Todos sabemos que la LC/MS de nanoflujo se utiliza principalmente para la proteómica. Sin embargo, ¿es el único campo que actualmente se beneficia de la mejora de la tecnología de microflujo?

¿Su ganancia de sensibilidad se reconoce universalmente como una ventaja para diferentes moléculas o aplicaciones, o sólo para las proteínas?

También exploraremos las respuestas a estas preguntas en mis futuros posts. Esté atento.

Lectura relacionada:   

• Acerca del sistema ionKey/MS: MS mejorada con el giro de una llave
• Vídeo: Con un sistema ionKey/MS, Waters transforma lo que su laboratorio puede hacer
• El bioanálisis de alto rendimiento a microescala no es una paradoja

Los posts anteriores de Patty sobre el microflujo LC:

• ¿Qué es el microflujo LC?
• Microflow LC ofrece una mayor sensibilidad gracias a la reducción de los efectos de la matriz.