Die 6 wichtigsten Trends in der Chromatographie, auf die Sie achten sollten
Günstiger, kleiner, schneller, effizienter. Das sind die Themen, die Gerätehersteller und Anwender heute beschäftigen. Da chemische Prozesse und Arbeitsabläufe immer komplexer werden, gewinnen neue, innovative Materialien für den Fluidweg und neue Gerätedesigns, die bessere Ergebnisse auf kleinerem Raum liefern, zunehmend an Bedeutung. Der Markt für analytische Chemiegeräte folgt dem gleichen Trend wie die Unterhaltungselektronik: „Doppelte Leistung bei halber Größe und individuell anpassbar.“ In der analytischen Chemie entwickelt sich die Methodenentwicklung nahezu täglich weiter, sodass Geschwindigkeit und Genauigkeit ständig aufs Neue gefordert werden. Diese neuen Werkzeuge und Techniken sind notwendig, um diese Dynamik aufrechtzuerhalten.
Wie wird die Dynamik in der analytischen Chemie aufrechterhalten? Wir sehen mehrere wichtige Trends auf dem Vormarsch, bei denen es sich genau um die Art von Werkzeugen und Techniken handelt, die für Fortschritte in der Welt der analytischen Chemie erforderlich sind. Zu diesen Trends gehören die Steigerung der Effizienz von Prozessen und die Unterstützung schnellerer und genauerer Ergebnisse. Das Verständnis dieser Trends in der analytischen Chemie wird dazu beitragen, die Zukunft der Arzneimittelforschung in den Fokus 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. Geringerer 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 diese Proben sofort analysieren können, denn Minuten können Millionen kosten. Stellen Sie sich vor, Sie bereiten an Weihnachten einen Braten für Ihre Familie zu. Sie streben die perfekte Kerntemperatur von 145 Grad Celsius an. Nachdem der Braten eine Weile im Ofen ist, messen Sie die Temperatur mit einem Thermometer … und stellen fest, dass es 10 Minuten braucht, um die Kerntemperatur anzuzeigen. 10 Minuten später erfahren Sie, dass Ihr Braten in der Zwischenzeit übergart ist und Sie nun viele unzufriedene Gäste bewirten. In der Lebensmittelindustrie ist die Situation ähnlich, nur dass hier etwas mehr auf dem Spiel steht.
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 eine neue Ära zielgerichteter Therapien eingeläutet . Diese bahnbrechenden Medikamente bieten lebensrettende Behandlungen mit deutlich weniger Nebenwirkungen als herkömmliche Therapien. Von der frühen Wirkstoffforschung bis zur großtechnischen Produktion benötigen diese innovativen Medikamente analytische Instrumente, um präzise und reproduzierbare Daten zu liefern. Diese Daten dienen der Validierung von Testverfahren und der Optimierung der Produktion, wodurch sicherere und bessere Medikamente schneller verfügbar werden können.
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 verringern Sie potenzielle Fehler bei der Komponentenfertigung, da die Montage weniger Fehlerquellen aufweist. Nehmen wir erneut das Beispiel der Säule. Wenn Sie die Ein- und Auslassfritten zusammen mit der Säule im 3D-Druckverfahren herstellen können, anstatt sie separat zu fertigen und in die Säule einzubauen, wird die Gefahr einer falschen Platzierung der Fritte ausgeschlossen. Dies würde Dichtungsprobleme, Leckagen und ungleichmäßige Strömungsverhältnisse verursachen. Die Fertigungsfreundlichkeit wird verbessert , und insgesamt wird die Wartungsfreundlichkeit erhöht. Das bedeutet, dass es nicht mehr notwendig ist, jede Komponente einzeln auf Fehler zu prüfen, und die Verwendung von direkt austauschbaren Komponenten reduziert Ausfallzeiten. In einem zukünftigen Artikel werden wir erläutern, wie die 3D-gedruckten Filter und Durchflussregler von Mott die Systementwicklung und -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.
Bleib dran
Wir werden uns in den kommenden Wochen und Monaten eingehender mit diesen Trends befassen und freuen uns über Ihr Feedback. Senden Sie uns Ihre Kommentare gerne per E-Mail an [email protected] und folgen Sie uns auf LinkedIn, um über unsere Aktivitäten auf dem Laufenden zu bleiben.
In der Zwischenzeit können Sie sich gerne an uns wenden, um Ihr neuestes Projekt zu besprechen, falls Sie Bedarf an Filtration oder Durchflussregelung haben. Unser Team aus Anwendungs- und Konstruktionsingenieuren, spezialisiert auf poröse Metallkomponenten, unterstützt Sie gerne.
