Tweedimensionale vloeistofchromatografie (2D-LC) groeit in populariteit, maar om het maximale uit de analyse­techniek te halen, zijn aanpassingen nodig. ‘Een nadeel van 2D-LC is bijvoorbeeld dat het vrij arbeidsintensief is om dingen op de interface tussen de twee kolommen aan te passen’, vertelt Jelle De Vos, postdoc in de bio-analytical separation science group aan de Vrije Universiteit Brussel (VUB). Daarom ontwikkelde hij een alternatief voor een 2D-LC-interface in de vorm van een modulatorchip die dezelfde functies heeft.

Gebruiksvriendelijk

Een interface is een schakelkraan met capillairen en zogenoemde loops die zorgt voor de fractionering van de 1D-kolom en de zo ontstane fracties vervolgens injecteert in de 2D-kolom. Voor zijn promotie aan de VUB maakte De Vos een eerste prototype van de chip, wat in januari resulteerde in een publicatie in Analytical Chemistry. ‘Alle onderdelen zijn geïntegreerd in een kleine chip die gewoon op commerciële apparaten past. Veel gebruiksvriendelijker en geen gedoe met capillairtjes’, zegt De Vos.

De uitvinding biedt een frisse blik op 2D-LC. ‘Je kunt ermee schakelen tussen volledig verschillende vloeistoffen, en je kunt vloeistofsamples focussen, wat resulteert in minder bandverbreding’, vertelt Sebastiaan Eeltink, hoogleraar van de groep waar De Vos werkt. ‘Omdat het een microfluïdische chip is, kunnen we de fracties tussen de dimensies ‘trappen’ door ze chemisch vast te zetten in een stationaire fase. Daardoor zitten we niet met grote loops en volumes, waardoor we verdunning tegengaan.’

Uniek is ook dat de chip onder hoge druk werkt. Eeltink: ‘Veel chips kunnen slechts een paar bar aan, maar met de onze deden we dankzij een slimme behuizing metingen tussen de zeshonderd en duizend bar. Dat maakt de methode compatibel met ultra­-high performance LC.’

Nanogrammen

Rob Haselberg, universitair docent analytische chemie aan de Vrije Universiteit Amsterdam en niet betrokken bij het onderzoek, noemt de Brusselse modulator ‘een elegant klein device’. ‘Uit de paper wordt duidelijk dat je minder dode volumes en juist scherpere pieken hebt, waardoor je de tweede dimensie beter kunt meten. Ik ben wel benieuwd hoe het de modulator vergaat bij meer reallife-applicaties waarbij je werkt met volume limited-samples, zoals slangengif of patiëntensamples. Krijg je bij dertig runs dan nog steeds dezelfde resultaten?’

De Vos bevestigt dat de modulatorchip ook toepassingen heeft in proteomics en life sciences, waarin je doorgaans met samples van slechts enkele tientallen nanogrammen werkt. ‘Juist dan is het bijzonder interessant om met onze chip geminiaturiseerde chromatografie te doen, wegens de verhoogde detectiegevoeligheid’, zegt De Vos. ‘In de paper geven we hier een voorbeeld van in de vorm van het opsporen van een fingerprint peptide in een digest van runderalbumine.’

De verdere ontwikkeling staat niet stil. Eeltink: ‘We willen zo veel mogelijk miniaturiseren, maar dat is research van de lange adem. Zo willen we een enzymatische microreactor in de chip maken, wat het mogelijk maakt om eiwitanalyses te doen waarbij je eiwitten in de modulator digesteert voor je die naar de tweede kolom stuurt.’ Uiteindelijk is de hoop dat een grote instrumentenontwikkelaar het idee van De Vos en Eeltink oppakt en valoriseert. ‘Dat is een manier om echt betere chromatografie te realiseren in de toekomst’, besluit Eeltink.