Chromatograf jonowy na lata. Co naprawdę powinno decydować o wyborze technologii?

W artykule Rajmunda Michalskiego i Joanny Kończyk „Chromatografia jonowa – czy i komu to się opłaca?” autorzy stawiają ważne pytanie o zasadność inwestycji w chromatografię jonową. Pokazują jednocześnie, jak bardzo w ostatnich latach rozszerzył się zakres jej zastosowań oraz jak szeroki jest obecnie wybór aparatury dostępnej na rynku.

Z wieloma przedstawionymi w artykule obserwacjami trudno się nie zgodzić. Chromatografia jonowa jest dziś dojrzałą, wszechstronną techniką analityczną, stosowaną daleko poza klasycznym oznaczaniem podstawowych anionów i kationów w wodzie. Rozwijają się zastosowania środowiskowe, farmaceutyczne, spożywcze czy przemysłowe, a wraz z nimi rozwija się również oferta producentów aparatury.

I właśnie w tym miejscu warto postawić kolejne pytanie. Skoro laboratoria mają coraz większy wybór, to według jakich kryteriów powinny oceniać, czy dwa pozornie podobne systemy rzeczywiście stanowią porównywalną technologię? Lista producentów mówi nam, kto jest obecny na rynku. Tabela parametrów mówi, jakie funkcje deklaruje urządzenie. Żadna z nich nie daje jednak pełnej odpowiedzi na pytanie, co laboratorium rzeczywiście kupuje wraz z chromatografem jonowym na kolejnych 10 czy 15 lat.

Parametr to jeszcze nie technologia

Porównywanie aparatury laboratoryjnej na podstawie specyfikacji technicznej jest naturalne. Zakres przepływu, maksymalne ciśnienie, rodzaj detektora, możliwość pracy gradientowej, obecność generatora eluentu czy rodzaj supresji można stosunkowo łatwo zestawić w tabeli. Problem pojawia się wtedy, gdy podobnie nazwane funkcjonalności zaczynamy automatycznie traktować jako technologicznie równoważne.

W chromatografii jonowej ten sam deklarowany parametr może być realizowany za pomocą różnych konstrukcji, materiałów i rozwiązań technologicznych. Różnice nie zawsze będą widoczne podczas analizy folderu produktowego. Mogą ujawnić się dopiero podczas pracy z trudną matrycą, przy niskich stężeniach analitów, w metodach gradientowych czy podczas wielogodzinnych sekwencji próbek.

Dlatego odpowiedź: „Tak, urządzenie posiada tę funkcję” powinna być początkiem rozmowy, a nie jej końcem. Warto zapytać również: jak ta funkcja została zrealizowana? Jak długo dane rozwiązanie funkcjonuje w praktyce? Jakie metody zostały na nim opracowane? W ilu laboratoriach pracuje? Jak zachowuje się po kilku latach eksploatacji? Dopiero wtedy zaczynamy porównywać technologie, a nie pozycje w tabeli.

50 lat rozwoju – czy historia technologii ma znaczenie?

W 1975 r. została opisana koncepcja chromatografii jonowej z detekcją konduktometryczną i supresją, która stała się początkiem rozwoju współczesnej IC. Przez kolejne dekady rozwijały się systemy supresji, chemia faz stacjonarnych i portfolio kolumn, sposoby generowania eluentu, automatyzacja, rozwiązania RFIC i wysokociśnieniowa chromatografia jonowa HPIC. Rosło również znaczenie technik łączonych, w tym IC-MS.

Czy z punktu widzenia użytkownika fakt, że technologia jest rozwijana przez dziesięciolecia, ma znaczenie? Moim zdaniem tak – ale nie dlatego, że „starsze” automatycznie oznacza „lepsze”. Znaczenie ma doświadczenie zgromadzone przez te lata.

Każda kolejna generacja technologii powstaje na podstawie doświadczeń laboratoriów, nowych zastosowań, trudniejszych matryc, zmian regulacyjnych oraz problemów, które ujawniają się dopiero podczas rzeczywistej eksploatacji. Dojrzałość technologii nie oznacza więc wyłącznie jej wieku. Oznacza skalę wiedzy, która została wokół niej zbudowana.

Supresor supresorowi nierówny

Dobrym przykładem jest supresja. W specyfikacji możemy przeczytać: „supresor elektrolityczny”, „supresor samoregenerujący” – i uznać wymaganie za spełnione. Tymczasem supresja jest jednym z kluczowych elementów chromatografii jonowej z detekcją konduktometryczną. Jej działanie wpływa na warunki prowadzenia analizy, poziom tła przewodnościowego, stosunek sygnału do szumu, stabilność linii bazowej, czułość oraz powtarzalność oznaczeń.

Dlatego podczas porównywania systemów należałoby zapytać nie tylko o obecność supresora. Istotne są również jego konstrukcja, pojemność, zakres dopuszczalnych warunków pracy, sposób regeneracji, kompatybilność z określonymi eluentami i gradientami oraz doświadczenia wynikające z długotrwałej eksploatacji. A następnie zadać jeszcze jedno pytanie: ile rzeczywistych metod i aplikacji wykorzystuje tę technologię? To właśnie w tym miejscu różnica pomiędzy parametrem katalogowym a dojrzałością rozwiązania staje się szczególnie widoczna.

Kolumna chromatograficzna – kilka parametrów czy kilkadziesiąt lat chemii?

Podobnie wygląda kwestia kolumn. Możemy porównać ich długość, średnicę czy wielkość cząstek. Jednak w rzeczywistej analizie kluczowe znaczenie ma chemia fazy stacjonarnej i jej selektywność wobec określonych analitów i matrycy.

Ma to szczególne znaczenie, kiedy laboratorium wychodzi poza rutynowe oznaczanie podstawowych anionów i kationów. Farmaceutyki, próbki środowiskowe, żywność, złożone matryce przemysłowe czy oznaczenia śladowe wymagają często bardzo konkretnej selektywności.
Dlatego liczba dostępnych kolumn, różnorodność chemii separacji oraz baza opracowanych dla nich aplikacji nie są dodatkami do chromatografu. Są częścią technologii, którą kupuje laboratorium.

Laboratorium nie kupuje chromatografu. Kupuje metodę. W dyskusji o wyborze aparatury czasami zapominamy o rzeczy najbardziej podstawowej. Laboratorium nie potrzebuje chromatografu po to, żeby mieć chromatograf. Potrzebuje go, żeby wiarygodnie wykonywać konkretne oznaczenia. Dlatego przed zakupem warto sprawdzić, czy dla interesujących nas analitów i matryc istnieją sprawdzone aplikacje.
Czy zostały wykonane na porównywalnej konfiguracji systemu? Czy dostępne są warunki chromatograficzne i chromatogramy? Czy metodę można przenieść do naszego laboratorium? Czy w przypadku problemu istnieje zaplecze aplikacyjne, które pomoże ją zoptymalizować?

To szczególnie istotne w kontekście obserwacji przedstawionej przez R. Michalskiego i J. Kończyk dotyczącej coraz szerszych zastosowań chromatografii jonowej. Im bardziej zaawansowane stają się zastosowania IC, tym mniej wystarczające staje się porównywanie wyłącznie podstawowych parametrów urządzenia. Parametr techniczny można zadeklarować. Skuteczną metodę trzeba opracować, zweryfikować i sprawdzić w praktyce.

Cena zakupu a koszt posiadania

Autorzy publikacji „Chromatografia jonowa – czy i komu to się opłaca?” już w samym tytule stawiają pytanie ekonomiczne. Warto je rozwinąć. Czy o tym, że chromatografia jonowa „się opłaca”, decyduje przede wszystkim cena zakupu urządzenia? W perspektywie wieloletniej – niekoniecznie. Koszt zakupu jest tylko jednym z elementów całkowitego kosztu posiadania systemu. W kolejnych latach pojawiają się koszty kolumn, supresorów, materiałów eksploatacyjnych, części, serwisu, kwalifikacji, pracy personelu, a także koszt przestojów czy ewentualnego ponownego opracowywania metod.

Dlatego tańszy chromatograf nie musi oznaczać niższego kosztu analizy. Jednocześnie wyższa cena urządzenia sama w sobie nie jest dowodem przewagi technologicznej. Uczciwe porównanie powinno uwzględniać cały cykl życia systemu.

Serwis – parametr, którego nie widać w tabeli

W chwili zakupu wszystkie nowe chromatografy działają. Prawdziwa różnica może ujawnić się kilka lat później. Kto odbierze telefon, kiedy urządzenie przestanie pracować? Jak szybko możliwa będzie diagnostyka? Czy lokalny inżynier rzeczywiście zna konkretną technologię? Jak długo trzeba czekać na części? Czy dostępna jest pomoc aplikacyjna, jeżeli problem nie wynika z awarii aparatu, lecz z samej metody?

Dla laboratorium wykonującego analizy rutynowe dzień lub tydzień przestoju może kosztować znacznie więcej niż początkowa różnica w cenie urządzeń. Dlatego serwis nie jest dodatkiem do technologii. Jest częścią bezpieczeństwa inwestycji.

Installed base – czego możemy nauczyć się od innych laboratoriów?

Kiedy na rynku pojawia się nowe rozwiązanie, warto zadać jeszcze jedno proste pytanie: gdzie takie urządzenia już pracują? Liczba instalacji oczywiście nie przesądza automatycznie o jakości systemu. Jest jednak źródłem informacji, którego nie powinno się ignorować. Wieloletnia baza użytkowników pozwala uzyskać referencje, poznać doświadczenia eksploatacyjne i sprawdzić działanie systemu w laboratoriach wykonujących podobne oznaczenia.

W przypadku technologii dopiero wchodzącej na dany rynek takich danych będzie naturalnie mniej. Nie oznacza to, że nowa technologia jest gorsza. Oznacza natomiast, że poziom niepewności związany z jej wieloletnią eksploatacją jest większy – i warto świadomie uwzględnić go w procesie decyzyjnym. Nowość może okazać się znakomitym wyborem. Ale nowość i innowacja nie są synonimami.

Co właściwie oznacza „równoważny”?

Pytanie nabiera szczególnego znaczenia w zamówieniach publicznych. Zasada równoważności jest potrzebna. Chroni konkurencję i pozwala laboratoriom korzystać z rozwiązań różnych producentów. Równoważność nie powinna jednak oznaczać wyłącznie podobieństwa kilku parametrów katalogowych. Jeżeli dwa urządzenia mają supresor, generator eluentu, autosampler i detektor konduktometryczny, nie wynika z tego jeszcze automatycznie, że technologie, które za tymi elementami stoją, są identyczne.

Z perspektywy laboratorium istotny powinien być przede wszystkim rezultat: czy system pozwala wykonać wymaganą analizę z odpowiednią selektywnością, czułością, powtarzalnością i niezawodnością oraz czy istnieją dowody potwierdzające te możliwości? Dobrze przygotowana specyfikacja powinna więc opisywać rzeczywiste potrzeby analityczne laboratorium i oczekiwany rezultat, pozostawiając przestrzeń dla konkurencji technologicznej.

Dziesięć pytań, które warto zadać przed zakupem IC

Współczesny rynek chromatografii jonowej daje laboratoriom coraz większy wybór. To dobra wiadomość. Większy wybór wymaga jednak bardziej świadomego procesu decyzyjnego. Dlatego przed zakupem chromatografu warto zapytać:

1. Jakie analizy będziemy wykonywać dzisiaj, a jakie możemy wykonywać za pięć czy dziesięć lat?
2. Czy istnieją sprawdzone aplikacje dla naszych analitów i matryc?
3. Jak długo oferowana technologia funkcjonuje w rzeczywistych laboratoriach?
4. Jaka jest baza zainstalowanych urządzeń i czy możemy porozmawiać z ich użytkownikami?
5. Jak szerokie jest portfolio kolumn i chemii separacji?
6. Jak dokładnie zrealizowano supresję i – jeśli występuje – automatyczne generowanie eluentu?
7. Jakie są rzeczywiste koszty eksploatacyjne systemu?
8. Jak wygląda dostępność części i czas reakcji serwisowej?
9. Czy lokalnie dostępne jest kompetentne wsparcie techniczne i aplikacyjne?
10. Jakie podstawy mamy, aby zakładać, że technologia będzie rozwijana i wspierana również za kolejnych 10 lat?

Odpowiedzi na te pytania mogą powiedzieć o rzeczywistej wartości systemu więcej niż kolejnych kilkanaście wierszy specyfikacji.

Nie tylko „czy się opłaca?”, ale również „co właściwie kupujemy?”

Rajmund Michalski i Joanna Kończyk postawili zasadne pytanie: czy i komu chromatografia jonowa się opłaca? Dodałabym do niego drugie: jeżeli już zdecydowaliśmy, że IC jest właściwą techniką dla naszego laboratorium – co właściwie powinniśmy kupić?

Przez 30 lat pracy na rynku aparatury laboratoryjnej obserwowałam pojawianie się nowych producentów, nowych technologii i nowych koncepcji analitycznych. Wiele z nich rzeczywiście zmieniło rynek. Inne po kilku latach z niego zniknęły. Nie jest to argument przeciwko nowym rozwiązaniom. Konkurencja jest potrzebna, a rozwój technologiczny jest jednym z fundamentów współczesnej analityki. Jest to natomiast argument za tym, aby innowacyjność oceniać na podstawie dowodów, a równoważność na podstawie rzeczywistych możliwości analitycznych – nie wyłącznie podobieństwa specyfikacji.

Chromatograf jonowy kupiony dzisiaj może pracować w laboratorium jeszcze w następnej dekadzie. W tym czasie zmienią się próbki, wymagania, normy, personel i prawdopodobnie zakres wykonywanych analiz. Dlatego laboratorium nie kupuje wyłącznie urządzenia. Kupuje technologię, metody, doświadczenie, dostęp do wiedzy, serwis i możliwość dalszego rozwoju. I dopiero suma tych elementów odpowiada na pytanie, czy dana inwestycja rzeczywiście się opłaca.

Agnieszka Bielińska
Prezes AGA Analytical. Od 30 lat związana z rynkiem aparatury naukowo-badawczej. AGA Analytical od ponad 20 lat rozwija w Polsce rozwiązania chromatografii jonowej Dionex/Thermo Scientific, wspierając laboratoria w zakresie doboru systemów, aplikacji i serwisu.