Dertig jaar nadat de combinatie capillaire elektroforese en massaspectrometrie (CE-MS) is geïntroduceerd, groeit de belangstelling ervoor. Het imago van CE als een niet-robuuste techniek lijkt achterhaald.

Ondanks dat CE-MS en LC-MS elkaar goed aanvullen, maakt enkel LC-MS ook furore buiten het academische onderzoek. Analytisch chemicus Rob Haselberg vindt dat onterecht. ‘De meeste chemici en analisten gebruiken tijdens hun opleiding vloeistofchromatografie. Ze zijn CE-MS niet gewend, waardoor de techniek maar langzaam doordringt in industriële en kwaliteitslaboratoria. Als je weet wat je doet, dan is CE-MS net zo robuust als LC-MS.’ Haselberg werkt bij de VU aan de techniek- en applicatieontwikkeling van CE-MS.

Ook volgens Ann Van Schepdael, hoog­leraar farmaceutische wetenschappen aan de KU Leuven, heeft de combinatie onmisbare toepassingen. ‘Zo analyseren we met CE-MS aminozuren in urine en kunnen we er de concentratie van alle aminozuren mee meten. Dat lukt niet met een traditionele uv-detector. We kijken of aminozuurprofielen in de urine geschikt zijn om ziektes te diagnosticeren.’ Van Schepdael gebruikt het elektroforesecapillair tevens als reactievaatje. Ze laat enzymatische reacties in het capillair plaatvinden en scheidt en analyseert vervolgens de reactieproducten met CE-MS.

Concurrerende interface

‘Tot 2014 was er maar één leverancier die een interface tussen capillaire elektroforese en massaspectrometrie verkocht’, vertelt Haselberg over de ontwikkelingscurve van de techniek. ‘Sinds de marktintroductie in dat jaar van een tweede, concurrerende interface, is er veel meer aandacht voor de ontwikkeling van interfaces bij universiteiten en fabrikanten. Dit leverde vorig jaar weer twee nieuwe interfaces op. Die zijn zowel gevoeliger als robuuster, maar genieten nog nauwelijks bekendheid.’

Ook de monsterverwerking na de elektroforese maakte een groei door. Doorgaans gebeurt dit met elektrospray-ionisatie (ESI), een techniek ontwikkeld voor LC-MS. Pas in 2014 lukte het om Nano-ESI en CE-MS op een betrouwbare manier te koppelen. Traditioneel werkt LC-MS met een debiet in de orde van microliters per minuut tegenover nanoliters per minuut voor CE-MS. Haselberg: ‘De ontwikkeling van nano-ESI speelt CE-MS in de kaart. Nano-ESI werkt met een laag debiet en maakt CE-MS soms zelfs gevoeliger dan LC-MS.’

 

Nano-ESI speelt CE-MS in de kaart

Aanvulling

Capillaire elektroforese vervangt de populairdere vloeistofchromatografie niet. Het is juist een aanvulling. Laatstgenoemde techniek scheidt stoffen vooral op verschil in hydrofoob karakter, terwijl capillaire elektroforese dat doet op basis van verschil in de lading en de massa van moleculen. Als een scheiding met vloeistofchromatografie niet lukt, dan werkt het vaak wel met capillaire elektroforese en andersom.

Hoewel nano-ESI sommige CE-MS-metingen gevoeliger maakt dan LC-MS, lijkt CE-MS in het algemeen minder solide dan LC-MS. Van Schepdael ziet een oplossing in duidelijkere protocollen. ‘Vaak zijn die onvoldoende nauwkeurig. Ze omschrijven bijvoorbeeld niet hoe je het capillair tussen twee analyses in moet spoelen. Als analyses in detail zijn beschreven, zou je de variabiliteit ertussen kunnen verminderen.’

Over de toekomst van CE-MS zijn beide gebruikers optimistisch. Haselberg: ‘Ik zie steeds meer interesse bij de industrie. CE-MS heeft daarom een rooskleurige toekomst.’ Van Schepdael: ‘Ik hoop dat CE-MS nu doorbreekt, omdat deze techniek LC-MS zo goed aanvult. Het is het beste om je laboratorium met beide technieken uit te rusten, omdat je zo meer analyse­mogelijkheden hebt.’