Het was even zoeken, maar verstopt in een klein kantoortje midden in een laboratorium op de negende verdieping van het farmaciegebouw van de KU Leuven vind ik Deirdre Cabooter tussen de chromatografiekolommen, handschoenen en andere laboratoriumartikelen. Ze verontschuldigt zich en legt uit dat ze het kantoor ook deels als opslagplaats gebruikt. Overigens deelt ze de ietwat ongeordende toestand van het ‘gezellig volle’ kantoor met de labo’s waarin vele chromatografietoestellen – zowel ouder als nieuwer – verspreid staan. ‘Het valt me nu pas op hoe rommelig het hier eigenlijk is’, zegt de professor farmaceutische analyse ietwat bedenkelijk. ‘Maar dat zal betekenen dat er flink gewerkt wordt, zeker!’ Onder het lichte gezoem en gebrom van de analyseapparatuur buigen we ons over Cabooters passie: chromatografie.

Editor bij Journal of Chromatography A, de organisatie van een internationaal chromatografie-evenement en dan is er nog je eigen chromatografie-onderzoek. Wat trekt je zo aan in chromatografie?

‘Goh, ik ben er een beetje ingerold. Tijdens mijn masteropleiding cel- en gentechnologie kwam ik in contact met Gert Desmet [professor Chemical Engineering aan de Vrije Universiteit Brussel, red]. Hij was toen net begonnen met shear driven chromatografie, waarbij je scheidingen realiseert door schuifkrachten. Hij sprak met zó veel passie over chromatografie, dat sloeg op mij over. Toen heb ik mijn masterthesis en later ook mijn PhD bij hem gedaan en ik ben nooit meer uit het vakgebied gestapt.

‘Ik vind het heel belangrijk dat onze studenten voldoende theoretisch onderlegd blijven’

Gert deed vooral theoretische studies en zelf ben ik daar ook nog wel mee bezig, Hoe werkt piekverbreding? Welke processen en kolomparameters liggen daarbij aan de basis? Hoe kunnen we de contributie daarvan zo goed mogelijk meten en onze modellen optimaliseren? Aan de andere kant wordt chromatografie echt óveral voor gebruikt: farmacie, milieuanalyses, biologische stalen. Er zijn dus enorm veel applicaties en ook heel veel samenwerkingen mogelijk. Dus enerzijds kun je heel monodisciplinair met chromatografie bezig zijn, anderzijds kom je met heel veel verschillende velden in contact en kunnen we nieuwe oplossingen bieden. Het is elke dag anders.’

Lees verder onder de foto

Hoe heb je de chromatografie zien veranderen sinds jouw eerste stappen in dit veld?

‘Toen ik zo’n twintig jaar geleden begon bij Gert, was ik een van de eersten in zijn groep die experimenten begon te doen om de theorie te voeden. We werkten samen met anderen die instrumenten hadden staan, waaronder de groep van Pat Sandra bij de UGent. Daar stond een van de eerste commerciële UHPLC’s die tot 1000 bar druk kon leveren. Men wist uit de theorie dat kleinere partikels voor een betere scheiding zorgen, maar ook veel meer tegendruk geven, dus had je apparaten nodig die de vereiste druk konden leveren. Nu heeft bijna iedereen UHPLC, ook in de industrie en de farma.

‘De kernwoorden voor mij zijn integratie, automatisatie en interpretatie’

Nu zie ik iets gelijkaardigs gebeuren met tweedimensionale vloeistofchromatografie. Er worden sinds enkele jaren ook 2D-vloeistofchromatografen op de markt gebracht en je ziet het langzaamaan ook in de farma en industrie zijn intrede doen. Het gaat denk ik veel nieuwe opportuniteiten brengen; efficiëntere scheidingen zorgen ervoor dat je meer in je stalen vindt en dat leidt weer tot nieuwe inzichten. Ik vind het interessant om te zien hoe een beter begrip van de basisprincipes van chromatografie en de ontwikkeling van de benodigde hardware om deze routinematig te implementeren, vele disciplines vooruit kan helpen. Ik denk dan ook dat het belangrijk is dat we in onze opleidingen studenten voldoende vertrouwd maken met de theorie van chromatografie.’

Is dat dan ook meteen een van de grote uitdagingen waar de chromatografie voor staat?

‘Ik vind van wel. Ik vind het heel belangrijk dat onze studenten voldoende theoretisch onderlegd blijven. Niet de vloeistofchromatograaf zien als een toestel dat je alleen maar even uit- en aanduwt, maar dat ze ook écht begrijpen: moet ik een core shell of fully porous particle kolom gebruiken, welke partikelgrootte en welke flow rate en waarom doe ik dit eigenlijk allemaal? Dat blijft een uitdaging.’

Waar komt dat door?

Aarzelend: ‘Er wordt soms een beetje de verkeerde focus gelegd tijdens de opleiding, denk ik. Studenten kunnen allemaal goed presenteren, ze hebben de soft skills goed onder de knie en dat is fantastisch uiteraard. Maar we moeten aandachtig zijn dat we voldoende diep blijven gaan om de theorie en het belang daarvan uit te blijven leggen.’

Dat mis je?

‘Tja, missen… Er is een tendens om meer vakoverschrijdend bezig te zijn, wat belangrijk is, maar: éérst de basis. De theoretische kennis, díe moet je tijdens de opleiding meekrijgen, de rest volgt wel.’

Lees verder onder de foto

Zit er nog veel ontwikkeling in de chromatografie?

‘Zeker. It’s not done. Er staan nog voldoende uitdagingen voor ons. Complexiteit bijvoorbeeld. Nu de analytische technieken beter worden begin je je te beseffen hoe complex stalen eigenlijk kunnen zijn. We moeten ervoor zorgen dat we de techniek blijven boosten om die complexiteit te kunnen bijhouden. De kernwoorden voor mij zijn integratie, automatisatie en interpretatie.

Met integratie bedoel ik dat we ervoor moeten zorgen dat we die complexiteit aankunnen. De sample-introductie, de chromatografie, de detectie – die integratie is heel belangrijk. We beginnen nu de potentie van 2D-chromatografie te zien, maar kunnen we dat ook verbeteren? Meer dimensies, meer flexibiliteit in die dimensies? Dat leidt dan tot automatisatie, want dat zijn veel keuzes die je dan moet maken. Hoe beslis ik welke kolom de juiste is, welke dimensie eerst? Kunnen we die keuzes stroomlijnen zodat een duur opgeleide analist niet manueel al die tests moet doen? Dan kom je op artificiële intelligentie en machine learning en dat kan ons echt helpen om de juiste beslissingen te nemen.’

Machine learning en AI vormen ook wel een van de speerpunten van je onderzoek.

‘Ik wil mezelf echt geen expert noemen. Het is ook heel nieuw voor ons, we proberen onze weg te vinden in wat er mogelijk is. Ik ben er wel heel enthousiast over omdat we er interessante resultaten uit halen. Je moet dan wel de juiste mensen samenbrengen: ze moeten onderlegd zijn in machine learning, algoritmes en dergelijke zaken maar er moet ook affiniteit zijn met de chemische aspecten. Gelukkig hebben we er daar wel een paar van rondlopen.’

‘Efficiëntere scheidingen zorgen ervoor dat je meer in je stalen vindt en dat leidt weer tot nieuwe inzichten’

In een interview uit 2017 zei je: ‘Er moet een informatieslag worden gemaakt’ vanwege de grote hoeveelheden data. Heb je daarom machine learning opgepakt?

‘Ik denk dat ik bedoelde dat we heel veel data hebben, maar daar te weinig mee doen. We zien nu te vaak een nieuw staal als een nieuw probleem, dat een nieuwe aanpak vereist, terwijl we alle data die we al hebben juist moeten gebruiken om die aanpak te automatiseren.’

Hoe gaan AI en machine learning jouw veld veranderen?

‘Enerzijds wordt machine learning al gebruikt in bijvoorbeeld routinematige taken, zoals piekdetectie en piekintegratie. Daar heb je goede algoritmes voor, maar ik blijf het toch steeds manueel willen checken. Recent hebben we daarvoor deep learning algoritmes gebruikt en dat gaf goede resultaten. Anderzijds moet het beslissingsproces ook te automatiseren zijn. We proberen dat nu met reinforcement learning te doen. Daar zit volgens mij veel toekomst in.’

Heb je voldoende aanloop van studenten en promovendi om de toekomst van de chromatografie te garanderen?

‘We hebben het geluk dat chromatografie belangrijk is binnen de farmacie. Er zijn genoeg momenten doorheen de opleiding dat ze er voldoende vertrouwd mee geraken wat bij velen ook de interesse wekt. Wat ik wel zie: multidisciplinaire projecten, waarin chromatografie meer een tool is, zijn toch wat populairder dan monodisciplinaire projecten waarin chromatografie echt centraal staat. Multidisciplinariteit wordt natuurlijk ook flink gepusht, en dat is goed om grote vraagstukken op te lossen.’

‘’We krijgen niet alleen interesse vanuit de academische wereld, maar ook vanuit de industrie omdat je voor applicaties vaak verschillende technieken moet koppelen’

Dat haakt natuurlijk in op de ‘interesse’ van de andere kant: je ziet regelmatig dat analysegroepen moeten meeliften op concrete vragen vanuit de ‘gebruiker’. Ben je veelal dienstverlener in grotere projecten of is er ook financiering waarbij chromatografie zelf het hoofdonderwerp is?

‘Funding is altijd moeilijk, maar desondanks is zowel voor ons fundamenteel werk als voor de samenwerkingen in consortia funding te halen. Het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek is bijvoorbeeld het kanaal bij uitstek voor fundamentele projecten.’

Kun je voorbeelden geven van een monodisciplinair versus een multidisciplinair project?

‘Studies naar piekverbreding vormen voor mij monodisciplinair onderzoek. Vroeger keken we naar piekverbreding bij small molecules; we hebben veel metingen gedaan en technieken ontwikkeld om alle parameters die daartoe bijdragen zo nauwkeurig mogelijk te bepalen. Sinds enkele jaren kijken we ook naar grotere moleculen, zoals peptiden en proteïnen, en heel recent ook naar oligonucleotiden, als opkomende therapeutische moleculen. Dus die piekverbreding bij deze onderwerpen helemaal ontrafelen, dat noem ik monodisciplinair.

Verder zijn we met een multidisciplinair team bezig met onderzoek naar micropolluenten in afvalwater. Daarbij zijn geneesmiddelen veelvoorkomende micropolluenten. Collega’s kijken dan naar zowel de chemische als biologische degradatie en dat geeft heel veel degradatieproducten die je dan moet analyseren en identificeren. Zijn de afbraakproducten veiliger of juist toxischer? Met al die vragen heb je natuurlijk veel meer handen nodig. Maar dat maakt het ook leuk, dat we niet altijd op onze eigen kolom zitten te staren.’ Lachend: ‘Wat natuurlijk ook heel leuk is, hè?’

Lees verder onder de foto

Iets waar je ook heel veel tijd – en liefde – in stopt is het HTC-evenement waar je al jaren in de organisatie zit. Wat houdt dat evenement in?

‘We hebben de organisatie van het HTC-congres zo’n tien jaar geleden overgenomen, met mijn fantastische collega’s Frederic Lynen uit Gent, Bas Eeltink en Ken Broeckhoven uit Brussel en heel belangrijk: Rudy Senten, een man met veel ervaring die er al vanaf het prille begin bij is en alle ins en outs kent en een essentiële rol speelt.

Het gaat dus om hyphenated techniques in chromatography, dus alles waarbij je chromatografie aan iets anders koppelt, zoals sample prep, detectie, maar ook chromatografie met chromatografie, 2D-LC, 2D-GC, enzovoort. Dat maakt dat we niet alleen interesse krijgen vanuit de academische wereld, maar ook vanuit de industrie omdat je voor applicaties vaak verschillende technieken moet koppelen. Dat is een interessante mix om nieuwe contacten en samenwerkingen mee te smeden. Veel van onze deelnemers komen uit Vlaanderen, maar er zijn ook mensen bij uit Nederland, Frankrijk, Duitsland, Italië, het VK en zelfs mensen uit Canada, Zuid-Afrika, Tasmanië, Australië.’

‘De chromatografische community is verder ook gewoon een heel fijne community’

Wat maakt dat je daar zo vol voor gaat?

‘Ik vind het echt een privilege om dit congres te mogen organiseren. Doordat we reeds enige tijd met hetzelfde organiserend comité HTC tweejaarlijks organiseren, kunnen we leren van fouten en voortborduren op dingen die goed gingen.

Tijdens het congres heeft wetenschap natuurlijk topprioriteit. Daarnaast zijn er randactiviteiten en outreach. Dit jaar houden we bijvoorbeeld voor het eerst een HTC Academy wedstrijd waarbij we chromatografie-gerelateerde onderwerpen opleggen aan iedereen die mee wilt doen om kort in een video – wetenschappelijk correct uiteraard, maar ook leuk en boeiend – uit te leggen.

De chromatografische community is verder ook gewoon een heel fijne community, wat zorgt voor een open en aanmoedigende atmosfeer. We zijn in België, wat betekent dat we natuurlijk ook op culinair gebied aan alle verwachtingen moeten voldoen. Dus we proberen er een leuke wetenschappelijke, maar ook sociale belevenis van te maken. Dit jaar mei is het ook voor het eerst in Leuven.’

Al met al staat jouw uitspraak uit 2017 nog steeds overeind: ‘Wij zijn door chromatografie bezeten.’

‘Absoluut! Anders doe je dit niet. Pat Sandra met wie ik dat interview uit 2017 deed was het daar ook volledig mee eens. Hij heeft het bedrijf Research Institute for Chromatography opgericht en zijn kinderen zitten daar ook in. Echt heel warme, vriendelijke en door chromatografie bezeten mensen.’ Lachend: ‘Het is fijn dat we in Vlaanderen met meerderen bezeten zijn.’