1. Apresentação
Esse documento apresenta o plano de gestão do Equipamento Multiusuário (EMU) “Cromatógrafo a líquido de alta eficiência” a ser adquirido com recursos de reserva técnica institucional de projetos FAPESP referentes ao ano de 2018, processo 2018/18089-1.
Esse plano de gestão foi preparado de acordo com as diretrizes do programa EMU, conforme reportado pela Revista Pesquisa FAPESP, edição 221, de julho de 2014 e em apresentações do “1st Workshop on Multi-User-Equipment and Facilities” promovido pela FAPESP em 4 de junho de 2014 cujos vídeos estão disponíveis em:
https://www.youtube.com/watch?v=rbye-pahTKw. Também foram consideradas as características do EMU e as necessidades de seus potenciais usuários.
2. Aspectos gerais da cromatografia a líquido de alta eficiência (HPLC)
Cromatografia é um termo geral que representa um conjunto de técnicas de separação nos quais os componentes da amostra a serem separados distribuem-se entre duas fases: uma fase estacionária e uma fase móvel, que flui em uma direção definida. As diferentes técnicas cromatográficas são classificadas conforme a fase móvel (líquido, gás ou fluido supercrítico). No caso deste EMU, a fase móvel é um líquido, que pode ser constituído por uma mistura de solventes mantida fixa (eluição isocrática) ou variada continuamente (eluição por gradiente) durante o processo de separação. O termo alta eficiência refere-se ao emprego de colunas recheadas com partículas porosas de dimensões micrométricas, necessárias para minimizar o alargamento das bandas durante o processo de separação. Como consequência do tamanho diminuto das partículas, tem se a necessidade de utilizar bombas de alta pressão (e.g. 4000 psi) para a propulsão dos fluídos.
As espécies químicas são separadas por diferenças de afinidade com a fase estacionária (que pode ser constituída por materiais polares ou apolares, usualmente baseados em sílica modificada) e de solubilidade na fase móvel. Em condições de separação adequadas, obtém-se um cromatograma contendo o mesmo número de picos que as espécies presentes na amostra e que geram resposta no detector utilizado. As áreas desses picos são então correlacionadas com a concentração dos analitos e utilizadas para a quantificação nas amostras.
3. Descrição do HPLC a ser disponibilizado à comunidade científica
Um equipamento de HPLC é constituído por 4 componentes principais:
(i) Bombas propulsoras, capazes de propelir a fase móvel através da fase estacionária e gerar, quando necessário, gradientes de concentração de eluente;
(ii) Sistema de injeção de amostras, que devem assegurar a seleção de volumes precisos de soluções com alíquotas da ordem de microlitros;
(iii) Coluna de separação, contendo fase estacionária adequada para a separação dos analitos e, usualmente, mantida em condições de temperatura controlada e
(iv) Sistema de detecção, capaz de gerar resposta analítica para as espécies de interesse nas amostras e resposta rápida, compatível com os sinas transientes obtidos.
Considerando esses componentes básicos, os recursos disponíveis e o uso multiusuário do HPLC, a configuração do equipamento foi definida contemplando:
(1) Bomba de alta pressão, com mecanismo de duplo pistão serial, possibilitando a propulsão de fluídos com vazões entre 0,001 e 10,0 mL/min e pressões entre 1,0 e 40 MPa. Inclui degaseificador de membrana para até 5 canais;
(2) Amostrador automático com capacidade de injeção de 0,1 a 100 µL e injetor manual com capacidade de injeção de 20 ou 2000 µL;
(3) Forno de colunas com controle de temperatura entre 10 e 85°C, com precisão de 0,1°C; columa cromatográfica de fase reversa C-18 (4,6mm x 15cm e diâmetro de partícula de 5 µm), com holder e pré-colunas de 4,6 mm de diâmetro;
(4) Dois sistemas de detecção: (a) Detector espectrofotométrico com arranjo de diodos, com lâmpadas de deutério e tungstênio, faixa de operação de 190 a 800 nm com resolução de 1 nm, equipado do cela de fluxo de 10 mm de caminho ótico e volume de 10 µL e (b) Detector de fluorescência, com lâmpada de xenônio de 150 W e faixa operacional de 200 a 650 nm (monitoramento simultâneo de 2 comprimentos de onda), equipado com cela de fluxo com volume de 12 µL;
(5) Software para controle, aquisição e processamento de dados.
4. Alocação do equipamento e apoio institucional
O Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA-USP) conta com diversos equipamentos multiusuário, alocados em seus laboratórios de pesquisa e cujo uso ocorre sob supervisão de técnicos especializados. O HPLC-EMU será alocado no Laboratório de Química Analítica Henrique Bergamin Filho (LQA), que está inserido na Divisão de Desenvolvimento de Técnicas Analíticas e Nucleares do CENA, em Piracicaba-SP.
O LQA possui uma sala climatizada, sinalizada e com acesso controlado para a alocação do EMU, sem a necessidade de nenhuma adaptação. O LQA também conta com um técnico de nível superior que será treinado para a operação do EMU e para repassar instruções aos futuros usuários. Ademais, a Instituição se compromete a fornecer toda a assistência necessária para o pleno funcionamento do equipamento, conforme formulários em anexo no sistema SAGE.
Convém ressaltar que o Plano Acadêmico Institucional do CENA, elaborado por solicitação da Reitoria da USP, prevê a construção de um prédio para alocar os equipamentos multiusuário da Instituição. Adicionalmente, recursos oriundos de receita própria têm sido alocados pela Diretoria do CENA para a manutenção e atualização de equipamentos multiusuário.
5. Capacidade Técnica da equipe responsável
O equipamento estará sob responsabilidade da Comitê Gestor da Central Multiusuários do CENA, composta pela vice-diretora, Profa. Tsai Siu Mui, e pelos Chefes Técnicos de Divisão Científica, Profs. Plinio Barbosa de Camargo, Hudson Wallace Pereira de Carvalho e José Lavres Junior No LQA, o HPLC-EMU será operado sob supervisão do Prof. Fábio R. P. Rocha, um dos responsáveis pelo Laboratório, e da especialista em Laboratório, Dra. Liz Mary Bueno de Moraes. Ambos possuem experiência em Química Analítica e em cromatografia. Ressalte-se, também, que o CENA conta com outros técnicos e docentes com experiência em cromatografia, assim como pós-doutores que atuam diretamente nesta linha de pesquisa. O PPG-Ciências do CENA também conta com uma disciplina que discute os fundamentos, instrumentação e aplicações das técnicas cromatográficas (CEN5799 - Métodos Cromatográficos de Separação).
A Dra. Liz Mary e outros técnicos do CENA acompanharão a instalação e participarão do treinamento oferecido pelos técnicos da empresa fabricante e serão responsáveis pelo posterior treinamento dos usuários.
6. Formação do fundo de reserva e estimativa de custos operacionais
Tendo em vista que as análises cromatográficas requerem insumos (e.g. solventes e vials para amostras) e que certos componentes do EMU possuem tempo de vida útil, e.g. colunas e pré-colunas, propõe-se a formação de um fundo de reserva para a aquisição de insumos e eventuais revisões ou reparos. O custo por amostra foi estabelecido com base na estimativa média de gastos, considerando os insumos e a perspectiva de substituição de alguns componentes com o tempo de uso:
i) insumos como solventes de alta pureza, colunas cromatográficas e pré-colunas, vials para amostras e filtros (R$30,00/amostra);
ii) custos de manutenção preventiva sugeridos pelo fabricante (R$ 10,00/amostra);
iii) provisão para eventual substituição de componentes do equipamento, como as lâmpadas de deutério, tungstênio e xenônio e das celas de fluxo (R$ 10,00/amostra).
Nos custos acima, não foram considerados gastos com o preparo das amostras (solventes, cartuchos, reagentes, frascos etc) que deverão ser realizados pelos próprios usuários sob orientação dos responsáveis pelo HPLC-EMU.
Propõe-se a amortização dos gastos referentes aos itens (ii) e (iii) para usuários com projetos financiados pela FAPESP (redução de 50%).
7. Divulgação e visibilidade do EMU
O HPLC-EMU será divulgado no website do CENA. Nessa página, serão disponibilizadas informações tais como:
- Descrição e características do equipamento;
- Comissão de gestão;
- Comissão de usuários;
- Procedimentos operacionais padrão;
- Lista de publicações com suporte do HPLC-EMU;
- Formulário de acesso;
- Agendamento de uso do equipamento;
- Estimativa de custos;
- Estatísticas de uso.
8. Forma de acesso e uso do equipamento
O procedimento para acesso ao sistema de cromatografia a líquido de alta eficiência encontram-se detalhados na webpage do HPLC-EMU. A admissão de usuários se dará por meio da análise de propostas de pesquisa que devidamente justifiquem a necessidade de utilização do HPLC considerando os sistemas de detecção disponíveis, o tipo de amostra, as etapas de pré-tratamento realizadas, os analitos e as respectivas faixas de concentração, conforme formulário apresentado no Anexo I. As propostas serão avaliadas pela Comissão Gestora e o proponente receberá a resposta sob a adequação do experimento em um prazo de até duas semanas. Em caso de aprovação da proposta, o experimento será agendado de acordo com a disponibilidade do equipamento. Caso contrário, o usuário será contatado com relação às adequações necessárias ou para a justificativa da inadequabilidade do equipamento para atender às análises solicitadas. No intuito de tornar o processo claro e ágil, um calendário online estará disponível na webpage do sistema.
Os usuários receberão treinamento de aproximadamente 2 horas, incluindo testes com as suas próprias amostras. Será também disponibilizado um manual de instruções que descreverá procedimentos operacionais padrão para o uso do equipamento. Os usuários serão classificados de acordo com o nível de experiência e, consequentemente, com o nível de assistência que será requerido (Tabela 1).
Tabela 1. Classificação dos usuários do HPLC-EMU
Usuário | Experiência com QA | Experiência com HPLC | Experiência com o HPLC-EMU | Execução das análises |
1 | Não | Não | Não | Técnico do LQA |
2 | Sim | Não | Não | Técnico do LQA |
3 | Sim | Sim | Não | Usuário, sob supervisão do técnico LQA, após treinamento |
4 | Sim | Sim | Sim, < 100 h | Usuário, sob supervisão do técnico LQA |
5 | Sim | Sim | Sim, > 100 h | Usuário |
9. Início de funcionamento e especificações técnicas
A partir da instalação do MEU, estima-se que sejam necessários dois meses até que se estabeleça uma rotina operacional e que o EMU possa ser disponibilizado à comunidade. Considerando a conclusão da importação no 1º trimestre de 2019, espera-se que o EMU esteja disponível para a comunidade ainda no 1º semestre de 2019.
10. Anexos
Comissão gestora do HPLC-EMU do CENA-USP
A Comissão gestora tem como responsabilidade a supervisão do uso e decisões quanto à manutenção do equipamento, além de assegurar a funcionalidade desse plano de gestão. Essa Comissão será formada por quatro pessoas ligadas ao CENA-USP, diretamente envolvidas na instalação e treinamento de operação do equipamento. A renovação da Comissão gestora ficará a cargo do Comitê Gestor da Central Multiusuários do CENA.
Fábio R. P. Rocha
frprocha@cena.usp.br
Pesquisador
Hudson W.P. de Carvalho
hudson@cena.usp.br
Pesquisador
Liz Mary Bueno de Moraes
lizmaryb@cena.usp.br
Apoio Técnico
Mariana R. G. Sato
marianaroberto@gmail.com
Pós-Doutorado especialista em HPLC
Comissão de usuários do HPLC-EMU do CENA-USP
A Comissão de usuários tem como funções: i) atuar como porta-voz da comunidade científica em assuntos concernentes à disponibilização e à utilização do EMU, ii) avaliar a qualidade dos serviços prestados e iii) elaborar propostas de contínua melhoria dos serviços prestados. Essa Comissão será formada por três pesquisadores incluindo, sempre que possível, docentes, pós-doutores e doutorandos. Inicialmente, a comissão de usuários será formada por pesquisadores e uma doutoranda, potenciais usuários do HPLC. A referida Comissão será renovada a cada dois anos com a anuência do Comitê Gestor da Central Multiusuários do CENA.
José Lavres Jr.
jlavres@cena.usp.br
Professor Doutor-CENA
Tsai Siu Mui
tsai@cena.usp.br
Professora Titular-CENA
Boaventura F. Reis
reis@cena.usp.br
Professor Titular-CENA
Elisabete A. De Nadai Fernandes
lis@cena.usp.br
Professora Associada CENA
