Una detección de masas pionera con un nuevo tipo de innovación

¿Cuáles son los retos a la hora de convertir la complejidad en simplicidad y cómo se mide el éxito de esta empresa?

Daniel Kenny, Director de Desarrollo de MS en Waters, comparte la motivación, la inspiración y la celebración que hay detrás del desarrollo del Detector ACQUITY QDa.

¿Cuál fue el punto de partida del detector ACQUITY QDa?

Creemos en el poder de la espectrometría de masas: lo que puede hacer y lo que puede ofrecer. Así que empezamos por considerar qué barreras impedían a la gente adoptar la tecnología de EM: la asequibilidad y la huella entraron en juego, pero el gran foco de atención fue la pregunta: "¿Por qué se considera que la espectrometría de masas da miedo?" Sabíamos que teníamos que abordar la complejidad que hay detrás de la espectrometría de masas para nuestros clientes, por lo que la accesibilidad y la facilidad de uso son parte integral del diseño del ACQUITY QDa.

La mayoría de la gente conoce los triángulos de "triple restricción", pero nosotros trabajábamos con un cuadrado, necesitando equilibrar la usabilidad/robustez, la miniaturización, el coste y también el rendimiento. Por ejemplo, en el caso de la fuente, en lugar de intentar conseguir el máximo rendimiento para un compuesto o un ensayo concreto, nos centramos en garantizar datos de buena calidad para la mayoría de los análisis, la mayor parte del tiempo simplificando el diseño. Para minimizar el grado de compromiso en cualquiera de las esquinas de nuestro cuadrado fue necesario innovar seriamente.

¿Es por eso que el plazo entre el concepto y el producto ha sido más largo de lo habitual?

El ACQUITY QDa es un rediseño absoluto de un espectrómetro de masas. Normalmente, los nuevos instrumentos surgen a través de la evolución, tomando prestados varios componentes de un producto ya existente e introduciendo una nueva innovación que aumenta la sensibilidad, por ejemplo. Normalmente no hay que reinventar absolutamente todo para un nuevo instrumento, sobre todo si ya se dispone de componentes adecuados para su uso. Sin embargo, éste no fue el caso del QDa.

Creo que pasaron más de cuatro años desde las primeras conversaciones informales hasta que finalmente pusimos el instrumento en manos de nuestros clientes. En ese tiempo, la fase del modelo de ingeniería fue esencial, ya que nos permitió cometer -y aprender- de los errores mientras nos centrábamos en miniaturizar y simplificar varios aspectos del diseño en evolución.

¿Podría compartir algunos ejemplos de diseño "desde cero" en el QDa?

Presentamos numerosas solicitudes de patentes para invenciones relacionadas con el ACQUITY QDa, y no el tipo de patentes que hemos presentado históricamente (que tienden a centrarse en el rendimiento: nuevas formas de manipular los iones, obtener más sensibilidad, etc.).

Un buen ejemplo es la sonda de electrospray, algo con lo que el usuario tendrá que interactuar casi con toda seguridad en algún momento, ya que los capilares que contiene pueden obstruirse o deteriorarse con el tiempo. Queríamos que el mantenimiento fuera lo menos doloroso posible (se necesita bastante habilidad para desmontar una sonda típica y colocar un nuevo capilar) y eso nos llevó a un diseño de sonda muy diferente.

La sonda es un componente todo en uno, con el capilar ya engarzado al tubo PEEK que se conectará a la columna o al detector UV. Se puede cambiar literalmente toda la sonda en cuestión de segundos en lugar de tardar hasta una hora en hacerlo. Y, quizá lo más importante, el proceso es más reproducible, lo que garantiza un rendimiento constante que no depende de la aptitud del usuario. El diseño "todo en uno" también nos permite minimizar el volumen muerto, otra ventaja para el usuario.

Otro aspecto de la usabilidad es la solidez. Hemos construido el detector QDa como algo que va a ser utilizado día tras día, quizás por alguien que no haya trabajado antes con la espectrometría de masas. Para ello, asumimos que los usuarios no estaban acostumbrados -o simplemente no disfrutaban- a limpiar el orificio o el cono de muestreo como tendrían que hacer en un sistema típico de EM por electrospray.

Por eso, en lugar de tener una abertura de muestreo muy pequeña en el vértice del cono de muestreo, decidimos ocultar la abertura en un túnel que la protegiera de las salpicaduras que, con el tiempo, provocarían problemas de carga. Y pensando también en el coste, diseñamos una solución poco costosa y tan fácil de sustituir que un principiante puede hacerlo con confianza.

El componente es efectivamente desechable; cuando se ensucia u obstruye, se ventila el instrumento, se tira el orificio a la basura y se inserta uno nuevo. Y como el volumen de bombeo del ACQUITY QDa es muy pequeño, puede estar de nuevo en funcionamiento en otros diez minutos.

Volviendo a la fuente de electrospray, en la espectrometría de masas tradicional tenemos una flexibilidad casi infinita: podemos mover la sonda hacia arriba y hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha, podemos mover el capilar dentro de la sonda, podemos cambiar el flujo de gas, la temperatura, los voltajes de entrada. Todas las variables nos permiten optimizar el rendimiento para una determinada necesidad analítica, pero también añaden un gran grado de complejidad.

En el ACQUITY QDa, hemos reducido la complejidad (y, por tanto, la flexibilidad) diseñando una geometría completamente preoptimizada con flujos de gas fijos, etc. El resultado: simplemente funciona.

Muchas otras soluciones e innovaciones de ingeniería entraron en juego durante el desarrollo para lograr la simplicidad de los botones y el tamaño del Detector QDa.

Está claro que hubo mucha innovación en el hardware, pero ¿qué hay del software?

Aplicamos las mismas reglas al software: queríamos maximizar la facilidad de uso y crear algo que resultara familiar a los cromatógrafos. Para ello, hemos bloqueado ciertos parámetros y automatizado tareas complejas. Pero hay mucho que hacer entre bastidores, con muchos ajustes avanzados (pero poco utilizados) ocultos a la vista y configurados con valores predeterminados óptimos.

También examinamos muy de cerca las interfaces de software que teníamos para otros detectores de LC, e intentamos utilizar lo mejor posible el mismo lenguaje y la misma terminología. Queríamos que la interacción con el ACQUITY QDa fuera muy familiar para los cromatógrafos que venían de un detector UV o PDA.

¿Todos los participantes estaban tan apasionados por el proyecto como usted?

Fue uno de esos grandes momentos en los que tuvimos una gran aceptación: todo el mundo entendió el concepto y se centró plenamente en su realización. Fue realmente un enorme esfuerzo de equipo: se necesitaron los esfuerzos de cientos de personas para hacer realidad el ACQUITY QDa. Sin la pasión y la determinación, no creo que hubiéramos podido lograr lo que nos propusimos: crear un detector de masas extremadamente fácil de usar, con un rendimiento adecuado y a un coste correcto, y en un formato que encaja en una pila de HPLC normal.

¿Por qué ha tardado tanto un detector de masas como el ACQUITY QDa?

Sospecho que ha habido varios intentos antes, pero probablemente se han desviado del concepto original y del objetivo principal. A veces parece más seguro cubrirse las espaldas y acabar con un producto que se aleja demasiado del objetivo inicial. Fuimos lo suficientemente valientes como para mantener la claridad de nuestra visión original hasta la producción, y supongo que eso es bastante inusual en una industria obsesionada con el rendimiento.

Al optar por centrarse en la facilidad de uso, el tamaño y el coste -y aceptar que algunos clientes no necesitan los niveles más altos de sensibilidad o el rango de masa más amplio posible- hemos encontrado el éxito donde otros han fracasado, abriendo la detección de masas a un nuevo público.

El desarrollo del ACQUITY QDa - y la respuesta que ha recibido (tanto interna como externamente) - nos ha envalentonado; ahora nos damos cuenta de que la usabilidad final es algo que se valora realmente.

Hemos reconocido que podemos avanzar con éxito en una nueva dirección de innovación y estoy seguro de que eso se reflejará en los productos que comercialicemos en el futuro.

Waters siempre se ha guiado por el rendimiento (y nos consideramos por delante de la curva tecnológica del mercado); ahora, también nos guiaremos por la necesidad de ofrecer una experiencia completa a nuestros clientes.

El ACQUITY QDa es, de hecho, nuestro producto de espectrometría de masas que más rápido se vende, pero muchos usuarios lo verán simplemente como un detector más, lo que me parece fantástico. ¡Significa que hemos tenido éxito!

Nunca hemos querido suplantar la detección UV, que sigue siendo el estándar de oro para muchas cosas, sino que queríamos complementar la UV con información adicional valiosa que antes estaba fuera de nuestro alcance.

Ser testigo de la aceptación de QDa y ver a los clientes beneficiarse de lo que hemos conseguido es una inmensa satisfacción.

Los productos disruptivos suelen dar lugar a aplicaciones sorpresa: ¿le ha llamado la atención algo?

Al principio y a lo largo del desarrollo, dirigimos el ACQUITY QDa directamente a los cromatógrafos (de líquidos), por lo que sí, algunas aplicaciones han sido inesperadas y también muy interesantes.

Por ejemplo, hemos oído hablar de detectores QDa que se desplazan en carros de laboratorio para llevar el análisis a la muestra; otros se utilizan en campanas de humos para controlar las reacciones. Y, literalmente, metimos uno en una mochila y lo llevamos a la cima de una montaña para hacer el análisis con una sonda prototipo especial.

Muchas de estas emocionantes aplicaciones son análisis directos en el punto de uso que simplemente aprovechan la posibilidad de hacer algo nuevo. Y eso es quizá más satisfactorio que cualquier otra cosa.

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

Más información:

• Misión imposible hecha posible: Cómo Waters llevó la detección de masas a las masas con el detector ACQUITY QDa(Labmate Online)
• 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)