Die 6 Trends, auf die Sie in der Chromatographie achten sollten

Billiger, kleiner, schneller, effizienter. Dies sind die Themen, die die heutigen Instrumentenhersteller und Endverbraucher beschäftigen. Da Chemie und Arbeitsabläufe immer komplizierter werden, wird der Bedarf an neuen, innovativen Materialien auf dem Fluidweg und neuen Instrumentendesigns, die bessere Ergebnisse bei geringerem Platzbedarf erzielen, immer kritischer. Der Markt für analytische Chemieinstrumente folgt dem gleichen Trend wie die persönliche Elektronik: „Geben Sie mir die doppelte Leistung in der halben Größe und passen Sie sie an meine persönlichen Bedürfnisse an“.

In der analytischen Chemie Die Methodenentwicklung entwickelt sich fast täglich weiterGeschwindigkeit und Genauigkeit werden also immer an ihre Grenzen gebracht. Diese neuen Werkzeuge und Techniken werden benötigt, um diese Dynamik aufrechtzuerhalten.

Wie wird die Dynamik aufrechterhalten? Wir sehen einige bedeutende Trends, die Fortschritte machen. Dies sind die Werkzeuge und Techniken, die für Fortschritte in der Welt der analytischen Chemie erforderlich sind. Zu diesen Trends gehört die Steigerung der Effizienz von Prozessen und die Erzielung schnellerer und genauerer Ergebnisse. Das Verständnis dieser Trends wird dazu beitragen, die Zukunft der Wirkstoffforschung in den Mittelpunkt zu rücken. In den nächsten Monaten werden wir diese Trends sowie die Herausforderungen, denen sich unsere Kunden in der Life-Science-Branche gegenübersehen, in einer Reihe von Artikeln behandeln.

6 Analytische Chemie-Trends auf unserem Radar

1. Kleinerer Platzbedarf

Viele von uns haben Labore mit HPLCs, Massenspezifikationen und GCs gesehen oder arbeiten derzeit in Labors, die sich über einen riesigen Raum mit analytischen Chemikern erstrecken. So beeindruckend es auch ist, was wäre, wenn wir diesen Raum bei gleichem Durchsatz halbieren würden? Oder was wäre, wenn wir denselben Raum einnehmen und den doppelten Durchsatz erzielen würden, weil wir doppelt so viele Instrumente einsetzen können? Stellen Sie sich vor, Sie oder Ihre Mitarbeiter könnten die doppelte Leistung erzielen, da Wissenschaftler doppelt so viele Maschinen gleichzeitig verwalten konnten, weil sie alle in einem einzigen Arbeitsbereich nahe beieinander liegen. Die Vorteile kleinerer Instrumente wären im Hinblick auf Durchsatz und Markteinführungsgeschwindigkeit sowie die Geschäftskosten für Raum und Arbeit erheblich.

Wir haben noch nicht einmal die Vorteile des Entfernens des Verweilvolumens von Ihrem System erwähnt. Nehmen wir zum Beispiel Säuleninnovationen des letzten Jahrzehnts. Die Partikel wurden kleiner, die Drücke wurden höher und die Säule wurde kürzer, so dass das System schneller wurde. Dies ermöglichte es den Proben, in Sekunden statt in Minuten zu laufen, ohne die Leistung und die Ergebnisse zu beeinträchtigen.

2. Echtzeit-Sampling

Mithilfe von Echtzeit-Stichproben können Benutzer eine wesentlich bessere Qualitätskontrolle über ihren Herstellungsprozess durchführen. Wenn wir bei Mott poröse Metallkomponenten herstellen, kann ich Ihnen versichern, dass wir keine Charge von 1,000 Einheiten herstellen, um herauszufinden, dass der Prozess die ganze Zeit über nicht den Spezifikationen entsprach. Wir testen im Laufe der Zeit, um sicherzustellen, dass wir Qualitätskomponenten entwickeln, die während der Herstellung den Spezifikationen unserer Kunden entsprechen. Die Qualitätssicherung während des Prozesses ist immer meilenweit besser als die Qualitätssicherung nach dem Prozess. Die Herstellung von Biopharmazeutika und Pharma ist nicht anders.

Zum Beispiel ist das in Biotherapeutika hergestellte Produkt viel mehr als sein Gewicht in Gold. Sie können es nicht verschmutzen lassen, Sie können keine kontaminierte Charge haben und Sie müssen so viel wie möglich daraus extrahieren. Am wichtigsten ist, dass Sie nicht warten können, bis die Charge hergestellt ist, um herauszufinden, dass Sie bei allen drei Dingen versagt haben.

Chemiker müssen in der Lage sein, diese Proben sofort zu verarbeiten, da Minuten Millionen kosten können. Stellen Sie sich vor, Sie kochen zu Weihnachten einen Braten für Ihre Familie. Sie streben eine perfekte Temperatur von 145 Grad an. Sie stecken das Thermometer ein, nachdem es eine Weile im Ofen war… um herauszufinden, dass Ihr Thermometer 10 Minuten benötigt, um die Innentemperatur anzuzeigen. 10 Minuten später stellen Sie fest, dass Ihr Braten während dieser Zeit überkocht ist und Sie jetzt viele unglückliche Menschen füttern. Nicht anders, außer die Einsätze sind leicht höher in der Fertigung.

Echtzeit-Sampling, häufig mit kleinerer oder tragbarer Technologie, liefert unglaublich schnelle Ergebnisse. Beispielsweise hat ein Team von Forschern der Nagoya-Universität im vergangenen Jahr ein Verfahren zur In-vivo-Echtzeitüberwachung von Metaboliten unter Verwendung einer Kombination aus Sonden-Elektrospray-Ionisation (PESI) entwickelt. Sie verwendeten auch Tandem-Massenspektrometrie (MS / MS) zur detaillierteren Charakterisierung von endogene Metaboliten. Schnell, genau und in Echtzeit sollte analytische Chemie durchgeführt werden - und die Life-Science-Industrie macht große Fortschritte in diese Richtung.

3. Bioinert

Die personalisierte Medizin hat einen neuen Beginn gezielter Therapien eingeläutet. Diese Wundermittel bieten lebensrettende Behandlungen mit weitaus weniger Nebenwirkungen als herkömmliche Therapeutika. Von der frühen Wirkstoffentdeckung bis zur Produktion im Prozessmaßstab erfordern diese bahnbrechenden Arzneimittel analytische Instrumente, um genaue, reproduzierbare Daten bereitzustellen, mit denen Assays validiert und die Produktion optimiert werden können, um sicherere und bessere Arzneimittel schneller zu ermöglichen.

Mit diesen neuen Methoden gehen jedoch neue Herausforderungen einher. Neue Materialien werden benötigt, um Wechselwirkungen mit Metall entlang des Fluidweges zu reduzieren. Sie möchten nicht, dass Ihr Protein an einer Art Metall haftet, und Sie möchten sicher nicht, dass Reaktivität zu inkonsistenten Ergebnissen führt. Polymere und neue Metalle überwinden diese Herausforderungen, die durch neue Chemikalien und Proteine ​​verursacht werden.

4. Integrierte Baugruppen

Integrierte Baugruppen spielen eine Rolle bei der Miniaturisierung und verringern den Platzbedarf für Instrumente, indem sie die Größe der Baugruppenpakete reduzieren. Sie nehmen mehrere diskrete Komponenten und kombinieren sie zu einem einzigen Paket. Integrierte Baugruppen ermöglichen auch eine bessere Instrumentenleistung, normalerweise mit reduzierten Haltevolumina in den Systemflusspfaden und einer verringerten Wahrscheinlichkeit einer Kreuzkontamination bei ordnungsgemäßer Auslegung.

Darüber hinaus reduzieren Sie die potenziellen Fehler bei der Komponentenherstellung, da die Baugruppe jetzt weniger potenzielle Fehlerstellen aufweist. Nehmen Sie das Spaltenbeispiel noch einmal. Wenn Sie die Einlass- und Auslassfritte in 3D drucken können mit die Säule, anstatt die Fritten separat herzustellen und zusammenzubauen in Durch die Säule wird die Möglichkeit beseitigt, dass eine Fritte falsch platziert wird, was zu Dichtungs-, Undichtigkeits- und gleichmäßigen Fließproblemen führen würde. Dies würde das Design für die Herstellbarkeit verbessern und insgesamt zu einer verbesserten Wartungsfreundlichkeit führen. Dies bedeutet, dass nicht mehr jede Komponente getestet werden muss, um herauszufinden, was falsch ist, und die Arbeit mit Ersatzkomponenten bedeutet weniger Ausfallzeiten. In einem kommenden Artikel werden wir diskutieren, wie die 3D-gedruckten Filter und Durchflussregelungsprodukte von Mott das Systemdesign und die Montage vereinfachen können.

5. Tragbarkeit

In Bezug auf die Elektronik möchte ich Sie alle auf das Jahr 1985 zurückführen, als der erste Laptop vorgestellt wurde, der Osborne 1, der 25 Pfund wog. Während dies ein enormer Fortschritt für die persönliche Elektronik ist, wären viele Menschen nicht begeistert von der Idee, heute eine 25-Pfund-Hantel mit sich herumzutragen.

Osborne 1, Osborne Computer Corporation 

Als Referenz wiegt der durchschnittliche Laptop heute 4 bis 5 Pfund. In fast 25 Jahren wurde das Gewicht von Laptops um über 80% reduziert. Stellen Sie sich vor, das Jahr ist 2044 und Ihre 300-Pfund-HPLC wiegt jetzt 60 Pfund. Die Idee, eine 60-Pfund-Hantel mit sich herumzutragen, wird auch niemanden begeistern, aber viele Chemiker würden das Gewicht belasten, um direkt zum Zeitpunkt der Probenentnahme Ergebnisse erzielen zu können. Die Möglichkeit, Echtzeitergebnisse ohne das Risiko einer Kontamination beim Transport zu erzielen, würde enorme Vorteile für eine Vielzahl von Bereichen der analytischen Chemie mit sich bringen, z. B. die analytische Fernprüfung der Luftqualität in abgelegenen Gebieten oder die Prüfung an Sicherheitskontrollpunkten auf Sprengstoffe, Giftstoffe oder biologische Gefahren Waffen. Fortschritte in der Batterielebensdauer tragbarer Analysegeräte bringen eine konsistentere und längerfristigere Feldanalyse in greifbare Nähe.

6. Kapillarelektrophorese

Ein Prozess mit schnellen Trennungen, hoher Effizienz und geringen Volumenanforderungen aktiviert viele Kästchen für analytische Chemiker. Assaystörungen können vermieden werden, indem das Ziel oder das enzymatische Produkt direkt gemessen wird. Glücklicherweise ermöglicht die Kapillarelektrophorese den direkten Nachweis des Produkts, wodurch einige Formen von Assayinterferenzen identifiziert werden können.

Die Proteinanalyse und die biotherapeutische Qualitätskontrolle werden durch eine auf Mikrofluidik basierende Kapillarelektrophorese ermöglicht und verbessert. Darüber hinaus ermöglicht die markierungsfreie Technologie die direkte Messung der Probe, ohne dass eine sekundäre Kennzeichnung erforderlich ist.

Bleiben Sie dran

Wir werden uns in den kommenden Wochen und Monaten eingehender mit jedem dieser Trends befassen, und wir würden uns auch über Ihr Feedback freuen. Fühlen sich frei Schieß mir eine E-Mail, oder Verbinde dich mit mir auf LinkedIn um das Gespräch zu beginnen. Egal wo wir uns verbinden, ich würde gerne Ihr Feedback hören.

In der Zwischenzeit können Sie sich gerne an uns wenden, um Ihr neuestes Projekt zu besprechen, wenn Sie eine Filter- oder Durchflussregelung benötigen. Wir haben ein Team von Anwendungs- und Konstrukteuren, die sich auf poröse Metallkomponenten spezialisiert haben, um Ihre Bemühungen zu unterstützen.

Kontaktieren Sie Mott

Von:  Gregor Tedeschi

Titel: Produktmanager, Biowissenschaften