Cromatógrafos ficam mais fáceis de operar

Inovações oferecem mais sensibilidade, facilidade de operação e compacidade

O número de aplicações para as técnicas cromatográficas é tão diverso quanto o seu mercado. As análises cromatográficas realizam desde o controle de qualidade de medicamentos e alimentos, até nas indústrias petroquímicas e nos laboratórios de análises ambientais. Mesmo depois de um pico de vendas com a pandemia de Covid-19, permanecem as previsões de demanda firme. Relatório da Exactitude Consultancy, por exemplo, estima que o mercado global de cromatógrafos cresça para US$ 16,3 bilhões até 2030.

Como afirmaram os representantes das principais empresas desse segmento de instrumentos analíticos no Brasil, os cromatógrafos mais procurados pelos clientes são os líquidos (especialmente HPLC – cromatografia líquida de alta performance – e cromatógrafos iônicos) e os gasosos (GC), visto que outras técnicas como camada delgada (TLC), permeação em gel (GPC), separação por tamanho (SEC) e fluido supercrítico (SFC) são menos procuradas, ficando reservadas a usos muito específicos.

Outro aspecto do mercado de cromatografia é a venda de padrões, solventes e colunas que, como aponta um relatório da Mordor Inteligence, têm previsão de aumento de US$ 5,02 bilhões apenas para reagentes de cromatografia até 2029, principalmente devido à alta demanda do setor farmacêutico.

Cromatógrafos líquidos


No segmento de cromatografia líquida, especialmente para HPLC, o principal mercado é o farmacêutico. Jane Finzi, gerente de marketing da Waters, salienta que a alta demanda de medicamentos e suplementos unida a algumas novidades regulatórias impulsionaram a venda de cromatógrafos líquidos durante a pandemia de Covid-19. Porém, atualmente, ela destacou que o aumento de investimentos no setor público, pelo atual governo, tem impulsionado as vendas de novos cromatógrafos para universidades e centros de pesquisa.

Dentre os HPLCs da Waters, o sistema Alliance é o mais vendido no mundo. Em 2023, a Waters lançou o sistema HPLC Alliance iS, construído com base na robustez do Alliance. Segundo Jane, o novo equipamento em conjunto com o software Empower e as colunas eConnect simplifica as análises de controle de qualidade, permitindo que os laboratórios alcancem metas de qualidade, segurança e conformidade de forma consistente. Já para UHPLC e UPLC, os equipamentos mais vendidos são o Acquity Arc e o H-Class, respectivamente.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Bortalieiro: com Iset, UHPLC substitui HPLC em análises

Um ponto curioso sobre a aquisição de equipamentos pela indústria farmacêutica, apontado por Jane, é a alta procura por HPLC em lugar de cromatógrafos mais rápidos, mais eficientes e menos dispendiosos, a exemplo de UHPLC ou UPLC. Segundo Jane, isso se deve à necessidade dos clientes em seguir os métodos farmacopeicos, os quais indicam exclusivamente a técnica de HPLC. Tal limitação também foi pontuada por Cláudio Bortalieiro, especialista de produtos de cromatografia líquida da Agilent.

Como alternativa, a Agilent desenvolveu a ferramenta Iset, que é capaz de emular métodos de HPLCs para UHPLCs de forma que os tempos de retenção das corridas nos dois equipamentos sejam idênticos. Isso possibilita o uso de sistemas UHPLC para análises similares às de HPLC. Segundo Bortalieiro, já que os UHPLCs foram planejados para trabalhar com pressões mais altas, eles não conseguem bombear a fase móvel nas mesmas condições que os HPLCs sem aumentar o número de manutenções. Portanto, essa ferramenta permite ao analista utilizar um UHPLC eventualmente ocioso em seu laboratório para realizar análises de HPLC conforme a farmacopeia, o que torna essa ferramenta importante.

Segundo Bortalieiro, a Agilent possui grande portfólio de produtos para cromatografia líquida, sendo as principais plataformas de base composta por cromatógrafos core, ou seja, que atingem pressões de 400, 600, 800 e 1.300 bar. Bortalieiro informou a recente a venda de grande número de instrumentos da Agilent, incluindo HPLCs, para uma importante indústria farmacêutica, além de destacar outros clientes nesse mercado, do qual a companhia é um dos principais fornecedores de HPLC.

Cromatógrafos ficam mais fáceis de operar ©QD Foto: Divulgação
Cromatógrafo iônico 930 Compact IC-Flex

Mesmo com boa procura pelos cromatógrafos Agilent, Bortalieiro comentou que, como reflexo do fim da pandemia, houve um redução no número de vendas de medicamentos, em 2023, de acordo com dados divulgados pela Sindusfarma. Atualmente, o mercado farmacêutico está se equilibrando, com as empresas tendo bastante cautela em seus investimentos, o que inclui a compra de novos cromatógrafos. A respeito dos equipamentos mais vendidos pela empresa, Bortalieiro destacou o HPLC 1260 Infinity II (que trabalha com pressões de 400 e 600 bar) e a sua versão Prime (800 bar), e o UHPLC 1290 Infinity II (1.300 bar).

Cromatógrafos ficam mais fáceis de operar ©QD Foto: Divulgação
HPLC 1260 Infinity II Prime opera com pressão de 800 bar

Ainda na cromatografia líquida, outra técnica que tem chamado atenção é a cromatografia iônica. Segundo Wylder Machado, executivo de contas da DpUnion, essa técnica terá maior atenção do mercado nos próximos anos, destacando a busca por novas aplicações para ela por parte das empresas que a comercializam. As companhias entrevistadas que melhor se encaixam nesta categoria são a Thermo Fisher, com a linha Dionex, e a Metrohm, com o cromatógrafo 930 Compact IC-flex – o equipamento mais vendido no Brasil, segundo Jonas Nogueira, coordenador de produtos para cromatografia iônica da Metrohm.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Nogueira: cromatografia iônica chega onde o HPLC não alcança

“O mercado de cromatografia de íons é grande e diversificado”, disse Nogueira, “e os bons resultados durante a pandemia da Covid-19 provam a importância de estar presente em diferentes setores [para esta cromatografia]”.

Segundo Nogueira o mercado de cromatografia iônica continua aquecido e a venda de equipamentos tem atingido resultados consistentes nos últimos anos.

Sobre a aplicação dessa técnica na Metrohm, Nogueira afirmou atuar “onde os HPLCs não chegam”, destacando aplicações para os mercados ambiental, petroquímico e farmacêutico. Nogueira enfatizou que a cromatografia iônica é mais eficaz que outras técnicas quando o assunto é análise de ânions e cátions, e citou uma aplicação importante do mercado farmacêutico, na qual nitritos são analisados para monitorar a formação de nitrosaminas, potencialmente cancerígenas.

Por sua vez, a Thermo Fisher lançou o Thermo Scientific Dionex Inuvion, desenvolvido para atender os pedidos dos clientes por equipamentos de fácil operação e manutenção, além de mais compactos. O cromatógrafo é capaz de operar com a tecnologia de livre de reagentes RFIC, patenteada pela Thermo Fisher, que permite gerar os eluentes eletroquimicamente a partir dos cartuchos Dionex RFIC-EG e água deionizada.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Beserra: análises de voláteis preferirão GC por muitos anos

Cromatografia gasosa


Para este tipo de cromatografia, os principais mercados são ambiental, alimentos, forense, petroquímico e farmacêutico. Diferente dos mercados para os cromatógrafos líquidos, que tem como principal mercado o setor farmacêutico, os instrumentos a gás são usados para algumas análises, como solventes residuais, nitrosaminas, extraíveis e lixiviáveis, como explicou Romão Beserra, especialista de produtos de cromatografia gasosa da Agilent.

Além disso, segundo Beserra, os cromatógrafos a gás também são utilizados para análises de gases, fragrâncias e aromas, combustíveis, drogas sintéticas, princípios ativos, poluentes e contaminantes no ar, água, solos e alimentos. Sobre a participação dos cromatógrafos a gás em análises forenses, Beserra destacou a venda de mais de cem equipamentos, nos últimos dez anos, para os laboratórios das polícias e do IML.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Blatt: venda de GC já inclui geradores de gás de arraste

A principal inovação para os cromatógrafos a gás surgiu da necessidade de substituir o gás de arraste hélio (He) por hidrogênio (H2), devido à escassez de He no mercado (vide reportagem publicada na QD-649). Essa substituição foi acompanhada pela troca dos cilindros de gases comprimidos por sistemas geradores de gases, o que também aumentou o mercado destes equipamentos, como apontou Wylder Machado, da DpUnion.

Sobre o aumento neste mercado, Celso Blatt, cientista de aplicação da Agilent, comentou que a empresa está comercializando seus cromatógrafos incluindo os geradores de gás Peak, que antes eram vendidos separadamente. Sobre os equipamentos mais vendidos, ele destacou o cromatógrafo 8890, que pode ser acoplado ao espectrômetro de massas single, triplo e QTOF.

A PerkinElmer também investiu em alternativas ao uso do He como gás de arraste, mediante a utilização de outros gases, não somente o H2.

Segundo Marcelo Zangrando, diretor de vendas, uma das principais inovações em cromatografia foi o desenvolvimento de uma nova linha, o GC e o GC-MS 2400 (descritos na reportagem da QD-649).

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Zangrando: mercados supridos por GC não migrarão para LC

“Devido à escassez mundial de hélio, este modelo permite a escolha de outros gases de arraste que mais se adequem às necessidades do cliente, com o compromisso de manter a sensibilidade e a compatibilidade com as bibliotecas já comercialmente disponíveis, como a NIST”, disse Zangrando, que destacou como ponto de partida para esse desenvolvimento o know-how na fabricação de sistemas customizados com a linha Arnel Clarus, para o segmento petroquímico e acadêmico, pois há anos esses instrumentos são confeccionados com a opção de H2 como gás de arraste, atendendo as principais normativas (ASTM, DIN, EN e UOP) como uma opção de equipamentos customizados no regime de turn-key.

Além dos cromatógrafos a gás convencionais, Machado destacou o uso de instrumentos portáteis, indicados para algumas aplicações em campo, como o equipamento Frog 5000, da Defiant, comercializado pela DpUnion no Brasil.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
Machado: cromatografia iônica terá mais aplicações no futuro

“Todas as empresas que trabalham com efluentes tem um cromatógrafo à gás portátil fornecido por nós”, afirmou Machado, ressaltando também a praticidade deste equipamento para análises no local e liberação rápida de laudos, sem a necessidade de levar as amostras (incluindo amostras de líquidos voláteis, como benzeno) para um laboratório analítico capacitado.


Cromatógrafos de camada delgada


Embora seja muito específico, o relatório da Exactitude consultancy aponta a cromatografia de camada delgada  como o terceiro maior mercado de instrumentos para cromatografia – sendo o primeiro e o segundo, respectivamente, os cromatógrafos líquidos e a gás.

Para esse tipo de cromatografia, a Merck lançou o TLC Reader, um dispositivo pequeno e portátil para análise confiável de placas de TLC (cromatografia de camada delgada), que pode analisar uma ou diversas placas de áreas de até 20×20 cm. O dispositivo utiliza três fontes de luz LED – luz branca, UV-A (366 nm) e UV-C (254 nm) – com baixo consumo de energia para iluminar as placas de cima no modo de luz direta, que permite a verificação visual rápida. Além do aparelho, a Merck oferece também um conjunto de acessórios e peças de reposição.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
GC Frog 5000, da Defiant, tem uso amplo em análises de campo

Reagentes, solventes e kits

 

Neste mercado, a Merck é a principal empresa. Segundo Alziana Pedrosa, head de Commercial Marketing para Latam dentro da divisão de Life Science da Merck, houve um aumento significativo nas vendas de solventes e padrões da empresa no Brasil e no restante da América Latina. Os solventes cromatográficos mais comercializados foram acetonitrila, metanol, diclorometano e n-hexano, como informou.

A Merck tem investido nos padrões secundários para o setor farmacêutico, com a flexibilização das regulações da Anvisa, e na ampliação do seu portfólio de padrões ambientais, como o Tracecert, que são padrões cerificados pela ISO 17034 e ISO/IEC 17025. “Sem dúvida, a Merck é atualmente é uma referência para padrões para os diferentes segmentos de mercado”, afirmou Alziana, “e dificilmente não temos uma molécula requerida pelo mercado”. Sempre em busca da inovação e de solucionar os desafios científicos dos seus clientes, a Merck também oferece um portfólio ampliado para mais de 40 moléculas de PFAS, produtos de Cannabis e impurezas farmacêuticas, entre elas as nitrosaminas, extraíveis e lixiviáveis, além dos solventes residuais.

Segundo Jane Finzi, a Waters oferece kits de aplicações para uma ampla variedade de compostos e mercados. Esses kits contêm uma seleção de componentes, incluindo preparo de amostras, colunas de cromatografia líquida, frascos e padrões. Exemplos dos kits mais pedidos são o Glycoworks para análise de glicanos, o de análise de bebidas e os indicados para análise de PFAS, além do kit e padrões de análise de aminoácidos.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
GC-MS 2400, da Perkin Elmer, aceita vários gases de arraste

Colunas e consumíveis

A Metrohm está investindo em novas colunas cromatográficas, especialmente depois da criação de um laboratório de desenvolvimento e fabricação na Suíça.

A Merck lançou as novas colunas de HPLC Ascentis Express, contendo partículas core-shell com 1,5 mm de diâmetro interno, de acordo com Aline Quinaia, especialista de marketing da divisão de Life Science na Merck Brasil. Por meio da tecnologia de partículas Fused-Core, as novas colunas garantem altas velocidade e maiores taxas de eficiência de partículas com menos de 2 micrômetros, mantendo menores contrapressões. A combinação da alta eficiência com a baixa contrapressão beneficia usuários de UHPLC (ou outro sistema de ultra alta pressão), além de usuários de HPLC convencionais.

A Agilent lançou colunas capilares para CG. Segundo Blatt, as novas colunas de 180 micrômetros de diâmetro interno e 20 m de comprimento foram planejadas para compensar a menor viscosidade de H2 como gás de arraste.

A Waters oferece uma ampla variedade de opções e formatos de coluna, incluindo HPLC, UPLC, UHPLC, GPC, SFC e SEC. Segundo Jane, todas as colunas são fabricadas com qualidade confiável, garantindo que os métodos desenvolvidos com elas sejam reprodutíveis.

A Thermo Fisher Scientific destacou as colunas especiais de cromatografia iônica, que atualmente tem a mais alta tecnologia em colunas funcionalizadas do mercado, segundo informações da empresa. Tanto as colunas de alta capacidade, para melhor resolução e capacidade, como as colunas Fast, para análises rápidas, possuem versões de 4 micrômetros.

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Serviços e ferramentas

 

Todas as empresas entrevistadas tem à disposição laboratórios de demonstração e de serviços. Alguns pontos foram destacados como diferenciais, a exemplo dos atendimentos especializados e a integração global entre os laboratórios da mesma companhia. Contudo, alguns destes pontos, por envolverem lançamentos e inovações específicas, precisam ser detalhados.

A DpUnion inaugurará em 2024 mais um laboratório acreditado pelo Inmetro, agora para temperatura e umidade. A empresa atualmente conta com laboratórios de microscopia e análise de tamanho de partículas para prestação de serviços – além de algumas grandezas, como vazão de gases, acústica e vibração, gases e ensaios mecânicos em bombas de ar. Segundo Wylder Machado, a motivação para a criação deste laboratório é ampliar o atendimento da empresa aos clientes.

Além da ferramenta Iset (mencionada anteriormente), a Agilent lançou o programa Seed, uma ação da empresa que facilita as escolhas de consumíveis pelos clientes. Segundo Mariana Baptistão, cientista de aplicação de consumíveis, a ideia do programa é fidelizar os clientes durante o desenvolvimento de métodos analíticos, por exemplo, para atualizar ou revalidar colunas analíticas ou redefinir o preparo de amostras para um método.

Cromatografia: Mais sensibilidade, facilidade e compacidade ©QD Foto: Divulgação
TLC Reader, da Merck, é portátil e contêm três fontes de luz


Cromatógrafos: Perdendo o gás?


Com base nos relatos apresentados, percebe-se que o principal cliente para a cromatografia é o farmacêutico, que usa mais cromatógrafos líquidos do que os a gás. Isso poderia servir de justificativa para questionar se o mercado de cromatografia a gás está perdendo a sua relevância ao longo do tempo. Tal afirmação, porém, segundo as empresas fabricantes desses cromatógrafos, é equivocada e pouco fundada, dado o seu leque de aplicações e o tamanho do mercado.

“Independentemente das inovações tecnológicas em cromatografia a gás, cabe ressaltar que os mercados atendidos por essa técnica não deverão substituí-la pela cromatografia líquida, uma vez que se tratam de processos físico-químicos diferentes”, explicou Zangrando. Ele também destacou que, para a escolha do equipamento correto, as características dos analitos devem ser consideradas.

Além disso, Beserra pontuou que a cromatografia gasosa e o seu correspondente com detecção por espectrometria de massas (GC/MS) constituem técnicas de separação analítica e detecção de compostos orgânicos e alguns inorgânicos, que permanecerão por muitos anos como protagonistas em diversas aplicações.

Os entrevistados apontaram que o ritmo de inovações na cromatografia é adequado às necessidades dos mercados de aplicação. Assim, as técnicas cromatográficas estão bem definidas, exigindo algumas pequenas mudanças que estão sendo promovidas no momento. As inovações futuras estarão focadas no aumento do limite de detecção, facilidade de operação e compacidade dos equipamentos, pontos que estão ligadas ao melhoramento nos softwares e hardwares dos cromatógrafos.

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