Chemische analyse richt zich meestal of op de chemische samenstelling van een molecuul of de grootte ervan. Als je beide parameters wilt weten, moet je spectroscopische analyse combineren met andere soorten metingen, waarvoor speciale en vaak dure instrumenten nodig zijn. ‘Bovendien hebben alle instrumenten en methoden hun beperkingen’, zegt Giulia Giubertoni, onderzoeker bij het Van’t Hoff Institute for Molecular Science (HIMS), de afdeling scheikunde van de Universiteit van Amsterdam (UvA). ‘Analyses uitvoeren op verschillende instrumenten kost tijd, geld en kostbare materialen.’

Daarom startten Giubertoni en Sander Woutersen (hoogleraar Fysische Chemie, HIMS, UvA) een spin-off bedrijf om het makkelijker te maken om de grootte van een molecuul te bepalen en tegelijkertijd andere metingen te doen. ‘We combineerden bestaande kennis’, legt Giubertoni uit. ‘Optische spectroscopie is een bekende analysetechniek en diffusie is een fundamenteel concept in de fysische chemie, maar de combinatie van de twee in optische diffusie-geordende spectroscopie [DOSY, red.] is de kern van onze innovatie.’

Y-vormig kanaal

Ze wisten de technologie te vatten in een chip die ze uiteindleijk kunnen aanpassen aan de behoeften van hun toekomstige klanten. ‘Op dit moment hebben we bijna onze prototypes klaar, we zijn ze intern aan het valideren. Als ze eenmaal gereed zijn, nemen we samples van bedrijven, waaronder farmaceutische bedrijven.’ Een van de belangrijkste voordelen van de technologie is dat je het eenvoudig kunt inbouwen in bestaande spectrometers. ‘Iedereen kan onze chip gebruiken om van zijn spectrometer een groottespectrometer te maken, wat veel eenvoudiger en goedkoper is dan bijvoorbeeld NMR-DOSY.’

Hun huidige chips, IRMA en VIVA, zijn complementair aan respectievelijk infrarood- en UV/Vis-spectroscopie. Ze hebben een Y-vormig kanaal waarin je de sample-oplossing met moleculen van verschillende grootte en zuiver oplosmiddel pompt. Na het stoppen van de stroom kun je specifieke metingen uitvoeren. Door de grootte-afhankelijkheid van de diffusiecoëfficiënt zullen de absorptiepieken van de kleinere moleculen sneller toenemen dan die van de grotere moleculen, en de tijd- en frequentie-afhankelijke absorptie kun je zo omzetten in een tweedimensionaal spectrum met golflengte en grootte langs de assen.

Giubertoni hoopt dat de chips in het voorjaar van 2025 beschikbaar zullen zijn. ‘We zijn nu verdere financiering aan het aanvragen en hopen eind dit jaar in contact te komen met investeerders en ons bedrijf draaiende te hebben. We werken ook samen met een andere spin-off, Nano Hybrids B.V., om de analyse van nanodeeltjes te verbeteren met een apparaat dat specifiek naar de grootte van deze deeltjes kijkt; we willen verder gaan dan alleen een chip.’