Gaz Kromatografisinin Evrimi
Gaz kromatografisinin (GC) tarihi, 1903’te kağıt kromatografisi kullanarak bitki pigmentlerini ayıran Mikhail Tsvet’in ilk deneylerine ve 1930’larda Schuftan&Eucken’in mobil faz olarak buharı tanıtmasına kadar uzanır.
Modern GC, 1952’de Martin ve James tarafından icat edildi. Griffin ve George (Londra, Birleşik Krallık) muhtemelen 1954’te ilk ticari GC sistemini ürettiler ve kısa bir süre sonra Perkin Elmer, Fisher/Gulf, Barber Coleman, Podbelniak (tümü ABD merkezli) ve Pye Unicam (İngiltere) dahil olmak üzere birçok şirket onları takip etti.
“Gaz kromatografisi, karışım halindeki bileşenleri ayırmak ve analiz etmek için kullanılan bir kimyasal analiz tekniğidir. Temel prensip olarak, gaz kromatografisi bir taşıyıcı gazın (genellikle hidrojen, azot veya helyum) bir kolon boyunca sabit bir basınç altında akmasıyla gerçekleşir. Karışımın bileşenleri, kolon içindeki sabit bir sıvı veya katı bir maddeye adsorbe veya emilirler. Bu şekilde, bileşenlerin farklı hızlarda hareket etmesi ve ayrılması sağlanır.”
1955
Laboratuvar tezgahı yalnızca yetenekli bilim adamlarının çalıştırabileceği analitik araçlarla doluydu. Perkin Elmer ilk gaz kromatografı olan Model 154 Buhar Fraktometresini tanıtarak GC’yi araştırmacılar için daha erişilebilir hale getirmek amacıyla yola çıktı. Bu, kolon sıcaklığını ayarlamak için bir fırın, bir flaş buharlaştırıcı ve bir şırınga enjeksiyonu kullanan ilk gaz kromatografıydı.
Resim: Perkin elmer Model 154-B Gas Chromatograph.
1959
Kökleri 1935 yılında ABD Donanması gibi müşteriler için egzoz gazındaki karbondioksit içeriğini ölçmek amacıyla 2. Dünya Savaşı sırasında termal iletkenlik dedektörlerinin (TCD’ler) geliştirilmesine dayanan GOW-MAC, gaz kromatografisi adı verilen devrim niteliğinde yeni bir teknik geliştirildi.
Resim: Perkin Elmer Model 213
1961
Araştırmacılar sıcaklığı programlanabilen cihazlar için yeni uygulamalar geliştiriyorlardı. Buna yanıt olarak Perkin Elmer, dedektör aracılığıyla 154 Buhar Fraktometresine bağlanan Model 222’yi geliştirdi. Model 222, ayarlanan ve gerçek kolon sıcaklıkları arasındaki deltayı ortadan kaldıran, direnç ısıtmalı dolgulu kolona sahip ilk gaz kromatografisi cihazıdır.
Resim: Perkin Elmer Model154D
1962
Almanya’da Perkin Elmer’in bağlı kuruluşu dünyanın ilk modüler gaz kromatografını inşa etti. Yeni Perkin Elmer Model F-6, birden fazla dedektör kombinasyonu ve izotermal veya programlanmış sıcaklık işlemi arasından seçim yapılmasına olanak tanıyan bir yapı taşı sistemiydi.
Resim: Perkin Elmer Model 226
1967
Pittsburgh Analitik Kimya ve Uygulamalı Spektroskopi Konferansı (Pittcon) bugüne kadar bilim endüstrisindeki en önemli endüstri fuarı olmaya devam ediyor ve 30 yıldan fazla bir süre önce de bu geçerliydi. Perkin Elmer’in takip eden on yıl boyunca GC pazarına hakim olmaya devam etmesini sağlayacak ilk amiral gemisi gaz kromatografı Model 900’ü piyasaya sürdü. Model 900, iki kolon ve birden fazla dedektör kullanma yeteneği de dahil olmak üzere çeşitli iyileştirmeler sunarak esneklik ve gelişmişlik açısından yeni bir çıta belirledi.
Resim: Perkin Elmer Model 900
1969
Araştırma alanında daha düşük fiyatlı, kullanımı kolay bir gaz kromatografisine ihtiyaç olduğunu gören GOW-MAC, Model 69-100’den başlayarak kendi serisini piyasaya sürdü.
Resim: GOW-MAC, Model 69-100
1973
Hewlett-Packard (HP), aynı zamanda şimdiye kadar yapılmış ilk mikroişlemci kontrollü analitik cihaz olan ilk gaz kromatografı HP 5830’u piyasaya sürdü.
1976
Avusturya’nın Innsbruck kentinde düzenlenen XII Kış Olimpiyat Oyunları, Perkin Elmer serisindeki en yeni gaz kromatografı için test alanı olduğunu kanıtladı; bu makine, uygun bir fiyata sporcuların rutin testleri için ilaç taramasını hızla gerçekleştirebiliyordu. Model 3920 teslim edildi ve bu da onu en başarılı enstrümanlardan biri haline getirdi.
Resim: Perkin Elmer . Model 3920
Mevcut gaz kromatografisini kütle spektrofotometresi (MS) algılama özelliğiyle geliştiren HP, ilk masaüstü GC/MS sistemi olan HP 5990’ı piyasaya sürdü.
1979
Basitleştirilmiş kimyasal analiz ve analiz edilecek daha fazla bileşik ihtiyacına yanıt veren HP, gaz kromatografisi için erimiş silika kapiler kolonlar geliştirdi.
Resim: GC Kapiler Kolon
1981
Shimadzu, daha küçük, kompakt boyut ve sağlam döküm çerçeve sunarak GC sistem tasarımını değiştiren GC-8A’yı piyasaya sürdü.
Resim: Shimadzu GC-8A
1989
GC sisteminin ve yeni yazılımın gelişmesiyle birlikte, daha geniş uygulama odaklı dedektör yelpazesine olan talep arttı. GOW-MAC, Deşarj İyonizasyon Dedektörünün (DID) patentini aldı ve gaz endüstrisinde devrim yarattı. ppb aralığında eser gaz safsızlık analizi gerçekleştirebilen bu evrensel, radyoaktif olmayan dedektör, kısa sürede bir endüstri standardı haline geldi.
Gaz kromatografının kontrolünü kolaylaştırmak, daha iyi kullanıcı arayüzlerine sahip daha gelişmiş yazılımları gerektiriyordu. HP, hem GC hem de HPLC için en çok satan başka bir yazılım olan ChemStation yazılımını piyasaya sürdü.
1995
Zaten etkileyici bir platform üzerine inşa edilen HP, yeni nesil GC sistemleri için yeni bir standart belirleyen 6890 serisi gaz kromatograflarını piyasaya sürdü.
Resim: HP 6890
1996
Yeni 6890 platformunun bir yıldır sahada olmasıyla, yeni nesil GC/MS konfigürasyonları da geride kalmadı. HP, 5973 GC/MSD’yi tanıttı.
2002
Kullanım kolaylığı GC sistemlerinin hâlâ bir dezavantajı olduğundan Perkin Elmer, kullanıcı arayüzünü yeniledi ve ilk dokunmatik ekran tabanlı grafik kullanıcı arayüzünü Clarus 500 gaz kromatografı ve GC/MS hatlarına tanıttı.
2004
Doğrudan dönüşümlü düz panel dedektör (FPD) ile donatılmış ilk X-ışını teşhis sistemi Shimadzu GC-2014 piyasaya sürüldü.
Varian 4000 GC/MS’in arkasındaki 17 ilgili patentle, GC esnekliğinde çığır açan bir buluş araştırmacıların kullanımına sunuldu. Sistem, uygulamaya özel performansı artırmak için kullanıcıların üç ayrı iyonizasyon konfigürasyonu arasından seçim yapmasına olanak tanır. Üç konfigürasyon, kullanıcıların uygun bir kimyasal iyonizasyon (CI) reaktifi seçmesine ve örnek moleküllerle reaksiyon için spesifik reaktif iyonunu ayırmasına olanak tanıyan Dahili İyonizasyon, Harici İyonizasyon ve Hibrit Kimyasal İyonizasyonu içerir.
Resim: Varian 4000 GC/MS
2007
Yeni adı Agilent Technologies olan HP, ana şirketinden ayrıldıktan sonra 7890A GC’yi piyasaya sürdü . Bu yeni model kılcal akış teknolojisini içeriyor.
Resim: Agilent 7890A
Günümüz
Teknolojinin gelişimi ile birlikte GC sistemleri de değişiyor. Daha ayrıntılı bir analiz gerçekleştirmek için farklı özelliklere sahip ikincil bir kolon kullanan çok boyutlu GC sistemleri günümüzde geliştiriliyor. Daha yüksek hızlara ulaşıldıkça GC’lerin sensör teknolojisine daha çok benzemesi beklenebilir. GC üreticileri, ekipmanlar daha zorlu uygulamaların taleplerini karşılamak ve günlük analizlerde verimliliği artırmak üzere gelişmeye devam ettikçe, gaz kromatografisinin laboratuvarlarda her zamankinden daha önemli bir rol oynamaya devam edeceğinden eminler.
Kaynaklar;
https://resources.perkinelmer.com/corporate/cmsresources/images/44-74443bro_gaschromaevolution.pdf
https://www.labmanager.com/evolution-of-gas-chromatography-19883
