L'utilisation du Microflow LC dans un environnement industriel est-elle vraiment si compliquée ?

Par le passé, la chromatographie à microécoulement ou à nanoflux a été utilisée principalement dans le milieu universitaire et de la recherche fondamentale pour ses divers avantages par rapport à la chromatographie liquide analytique, mais rarement dans le milieu industriel. Cela est probablement dû au fait que beaucoup d'entre nous pensent que c'est une technique difficile à mettre en œuvre ! Mais s'agit-il d'une réalité ou d'une simple perception ?

Lorsque j'étais à l'université il y a plus de 10 ans, j'ai dû quantifier des adduits de nucléotides dans des biomatrices complexes à de très faibles concentrations avec une quantité limitée d'échantillon (niveau d'amol dans des hépatocytes humains). Les colonnes de 2,1 mm et de 4,6 mm de diamètre intérieur ne sont certainement pas les meilleurs choix pour cette tâche. J'ai donc dû emballer mes propres colonnes capillaires, m'occuper des tubes en silice fondue et me débattre avec un grand nombre de petites pièces et de connecteurs compliqués afin de "profiter" des avantages de la sensibilité du LC/MS à faible débit.

J'avais l'habitude de mettre en place le processus d'emballage des colonnes après le déjeuner et de vérifier constamment la progression pendant des heures. Si rien ne se passait (ai-je mentionné qu'il m'a fallu six ans pour terminer mes études supérieures ?), je pouvais remplir deux colonnes par jour. Si j'avais beaucoup de chance cette semaine-là, une colonne sur cinq fonctionnerait (en quelque sorte !). Si j'avais une semaine moins bonne, mon record était d'une colonne sur 12 ! Ces expériences ont été les plus douloureuses parmi toutes les agonies auxquelles j'ai dû faire face pendant mes études supérieures !

Comme nous le savons tous, la silice fondue est très "délicate" : la découper correctement est un art, et la raccorder correctement nécessite des mains stables et une énorme patience. La fabrication d'une colonne utilisable et la mise en place d'un système de nano- ou micro-flux fonctionnant correctement n'étaient en fait qu'une petite partie de la triste histoire (figure 1).

Le plus gros problème que j'ai rencontré était d'avoir une bonne reproductibilité d'une installation à l'autre. C'était presque impossible en raison des nombreuses variables introduites lors des processus de conditionnement et d'installation des colonnes. Je pourrais continuer à parler du cauchemar de la chromatographie capillaire à l'époque de mes études supérieures, mais cela n'a plus d'importance (j'ai obtenu mon diplôme !). La question est la suivante : les scientifiques ont-ils encore besoin de passer par ce type de difficultés lorsqu'ils sont désespérément à la recherche de sensibilité ? La réponse est non (youpi !).

Ces dernières années, de nombreuses améliorations ont été apportées au LC/MS microfluidique par différents fournisseurs. La LC/MS intégrée en nano- ou micro-flux a le plus grand impact positif sur l'atténuation des points faibles de la technique de micro-flux.

Par exemple, le système ionKey/MS (figure 2) intègre la séparation par chromatographie liquide à la source ESI du spectromètre de masse. Ici, toutes les connexions essentielles sont réalisées lorsqu'un dispositif de type clé, le dispositif de séparation iKey, est directement inséré dans la source d'ions MS. L'iKey est une colonne LC à microcanaux qui regroupe toutes les connexions électriques, le contrôle du chauffage, l'entrée du gaz de nébulisation et l'émetteur ESI (Figure 3). Avec ce dispositif de séparation entièrement intégré, il suffit de le brancher sur la source et de le verrouiller en place en tournant un bouton (Figure 4).

L'iKey est un dispositif de séparation à base de tuiles plug-and-play. En tant que partie intégrante de la source d'ions du spectromètre de masse, elle permet d'éviter la colonne de silice fondue fragile et les fuites dues à des connexions difficiles ou à la fissuration de la silice fondue. La manipulation des connexions dans le système est minimale. Il assure une grande robustesse et reproductibilité du système (figure 5), et réduit le volume mort entre la sortie de la colonne et la source du spectromètre de masse, ce qui minimise efficacement la dispersion des pics.

L'iKey est disponible avec un matériau de garnissage de 1,7 µm ou 1,8 µm qui permet également d'obtenir une capacité de séparation de haute qualité de type UPLC. Bien sûr, le plus important, c'est qu'elle préserve l'avantage de la LC microflow "classique" : le gain de sensibilité tout puissant ! (Ne me croyez pas sur parole - nous examinerons quelques données réelles dans mon prochain billet de blog).

Nous savons tous que la LC/MS à microdébit est principalement utilisée pour la protéomique. Cependant, est-ce le seul domaine qui bénéficie actuellement de l'amélioration de la technologie du microdébit ?

Son gain de sensibilité est-il universellement reconnu comme un avantage pour différentes molécules ou applications, ou seulement pour les protéines ?

Nous explorerons également les réponses à ces questions dans mes prochains billets. Restez à l'écoute !

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Les précédents posts de Patty sur le microflow LC :

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• Le Microflow LC offre une meilleure sensibilité grâce à la réduction des effets de matrice!