Nunca discutiremos que a ciência é simples. De fato, partes dele são tão complexas que até mesmo os especialistas podem se perder com a maneira de usar medidas científicas comprovadas para responder a uma pergunta incômoda. Esse é geralmente o caso da HPLC (cromatografia líquida de alta performance) de polímeros.
A HPLC é um tipo de teste químico imensamente útil que os cientistas costumam usar para separar componentes em uma mistura, identificar o que são e determinar quanto de cada um está presente em uma solução. O teste envolve bombear um solvente líquido pressurizado que contém o líquido da amostra através de uma coluna preenchida com um material adsorvente sólido. Os átomos, íons ou moléculas de cada componente na solução da amostra interagirão de maneira diferente com o adsorvente, fazendo com que os componentes se separem à medida que fluem para fora da coluna. Uma vez separados, podemos identificar e medir os componentes.
Muito bacana, né? Exceto que a HPLC funciona melhor com pequenas moléculas e, como sabemos, sua molécula típica de polímero é tudo menos pequena.
A análise por HPLC de polímeros (exceto proteínas) é rara e muito desafiadora ”, diz Jason Todd, nosso gerente e especialista em laboratório de cromatografia. “A escolha de solventes que podem dissolver um polímero geralmente é muito limitada, em comparação com moléculas pequenas, e limita o tipo de método de HPLC que você pode usar. Além disso, os polímeros contêm uma distribuição de comprimentos de cadeia, o que geralmente resultará em vários picos ou em um pico muito amplo durante a separação por HPLC. Precisamos de um pico único e bastante estreito para quantificar a quantidade de cada polímero que está presente. Atingir um pico único e estreito para cada polímero requer muito desenvolvimento de métodos em termos de encontrar a coluna de HPLC correta e os solventes da fase móvel. ”
Recentemente, a Polymer Solutions assumiu um trabalho que frustrou outros dois laboratórios. O cliente pediu à PSI para quantificar os compostos conservantes (parabenos) presentes em um limpador à base de água que continha um polímero. Nos testes iniciais, o polímero não se comportou como previsto e alguns dos compostos conservantes não eram muito solúveis em água; portanto, eles não responderam bem nos testes de HPLC.
Após discutir com os requisitos de desempenho do cliente e com os testes anteriores de outros laboratórios, a equipe da PSI reuniu informações sobre a composição da amostra de teste e as propriedades dos polímeros, incluindo peso molecular, composição química e solubilidade. Uma revisão da literatura revelou informações úteis sobre testes para um dos polímeros, mas nada sobre o outro.
“No momento em que estávamos iniciando o desenvolvimento do método, tive a sorte de participar de uma conferência técnica sobre análise de polímeros e obtive informações valiosas participando de apresentações e conversando com os principais especialistas no campo das separações de HPLC de polímeros, Jason diz.
Nossa equipe utilizou métodos ortogonais de HPLC para realizar experimentos de triagem inicial. Escolhemos um método de HPLC para desenvolvimento adicional, com base em seu desempenho inicial na separação dos polímeros alvo. Refinamos os parâmetros do método até conseguirmos ótimos resultados com o teste. Também desenvolvemos um método para a preparação de amostras e padrões, e fizemos estudos de exatidão e precisão para verificar se o método que desenvolvemos seria adequado para o uso pretendido.
"Este exemplo é típico do nosso processo de desenvolvimento de métodos", diz Jason. “Começamos identificando o objetivo do cliente (quantificar compostos conservantes presentes em uma formulação de limpador aquoso) e quaisquer restrições conhecidas (como a quantidade disponível de amostra) e possíveis problemas (um polímero está presente, o que poderia interferir na análise). Em seguida, escolhemos um método analítico apropriado (HPLC, GC, etc.) com base nas propriedades físicas (volatilidade, absorbância UV) e faixa de concentração esperada dos analitos alvo. Utilizamos nosso conhecimento de solubilidade do polímero para identificar solventes e técnicas de extração apropriados. Em seguida, prosseguimos com o desenvolvimento do método, usando nosso conhecimento e experiência para lidar com quaisquer problemas encontrados ao longo do caminho.
"Nosso objetivo é acabar com um método adequado para o uso pretendido, em termos de poder medir as concentrações dos compostos-alvo com precisão e precisão aceitáveis".
