เกี่ยวกับผู้เรียบเรียงบทความนี้: Slava Artaev
Viatcheslav Artaev หรือที่รู้จักกันในชื่อ “Slava” Artaev เป็นหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นนำด้าน Time-of-Flight Mass Spectrometry (TOFMS) เขาเป็นหนึ่งในสมาชิกหลักของทีมที่อยู่เบื้องหลังการพัฒนาแพลตฟอร์ม LECO Pegasus GC‑TOFMS ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของเทคโนโลยีนี้ ปัจจุบัน Slava ยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลักดันนวัตกรรมที่ LECO Corporation โดยดำรงตำแหน่ง Technical Director of Separation Science Research and Developmentผู้สนใจสามารถติดตามผลงานและการวิจัยของเขาเพิ่มเติมได้
Connect with Slava on LinkedIn
Follow Slava on ResearchGate
บันทึกความทรงจำของ Slava Artaev หลังผ่านไป 30 ปี
เมื่อสามสิบปีก่อน ในวันที่ 3 มีนาคม 1996 พวกเรายืนอยู่ท่ามกลางผู้คนจำนวนมากในห้องจัดแสดงนิทรรศการของงาน Pittcon ที่เมือง Chicago และได้เปิดใช้งานสิ่งหนึ่งที่เราเชื่อว่าจะสามารถเปลี่ยนแปลงโลกของเคมีวิเคราะห์ได้ ในตอนนั้น มันไม่ได้ให้ความรู้สึกเหมือนช่วงเวลาแห่งประวัติศาสตร์ แต่กลับให้ความรู้สึกเหมือนสิ่งที่เปราะบางและเต็มไปด้วยความไม่แน่นอน
มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่เข้าใจว่าช่วงเวลานั้นมีความเสี่ยงเพียงใด ผมและ Kevin McNitt ใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาเครื่องมือชิ้นนั้น ซึ่งก็คือ เครื่องมือ GC-TOFMS รุ่นแรกของ LECO ที่ชื่อ Pegasusสำหรับคนอื่น ๆ มันอาจเป็นเพียงเครื่องมือวิเคราะห์ใหม่อีกหนึ่งเครื่องที่นำมาแสดงในงานนิทรรศการ แต่สำหรับพวกเรา มันคือผลลัพธ์ของการทดลองนับไม่ถ้วน คืนที่ไม่ได้นอน และความเชื่อว่า เทคนิค Time-of-Flight Mass Spectrometry จะสามารถปลดล็อกศักยภาพบางอย่างที่เทคนิคโครมาโทกราฟีรอคอยมานาน
จุดเริ่มต้นของ Pegasus
เรื่องราวทั้งหมดเริ่มต้นขึ้นที่เมือง Okemos ภายในบริษัทสตาร์ทอัพขนาดเล็กชื่อ Meridian Analytical Instruments ที่นั่น ผมและ Kevin กำลังทำงานพัฒนา detector แบบ Time-of-Flight ที่มีความเร็วสูงสำหรับ Gas Chromatography
Slava Artaev (ซ้าย) และ Kevin McNitt (ขวา) นำเสนอเครื่อง FCD650 ที่งาน Pittcon 1995
ซึ่งต่อมากลายเป็นพื้นฐานของระบบ Pegasus
ในปี 1995 เราได้นำเสนอเครื่องต้นแบบที่ชื่อ FCD650 Fast Chromatographic Detector ในงาน Pittcon ระบบนี้สามารถเก็บ full mass spectra ได้ด้วยความเร็วสูงมาก นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่ได้เห็นการสาธิตในวันนั้น ต่างตระหนักถึงศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ทันที เพราะมันทำให้สามารถวิเคราะห์ ตัวอย่างที่มีองค์ประกอบซับซ้อน ได้โดยไม่สูญเสียข้อมูลจาก chromatographic peaks ที่มีความกว้างแคบมาก
ไม่นานหลังจากนั้น LECO Corporation ได้เข้าซื้อกิจการ Meridian Analytical Instruments และเชิญพวกเราให้พัฒนางานต่อภายในองค์กรที่ใหญ่กว่าเดิม ความท้าทายจึงเปลี่ยนไปทันที เราไม่ได้สร้างแค่ ต้นแบบ (prototype) อีกต่อไป แต่ต้องสร้าง เครื่องมือเชิงพาณิชย์ที่สมบูรณ์แบบ และต้องทำให้เสร็จภายในเวลาที่จำกัด
การตั้งชื่อ Pegasus
เครื่องมือทุกเครื่องย่อมต้องมีชื่อ ในช่วงแรกของการพัฒนา เรามักพูดถึง ความเร็ว พลัง และความสามารถในการเก็บข้อมูลที่เครื่องมืออื่นอาจพลาดไป จนกระทั่งมีคนเสนอชื่อ “Pegasus” ซึ่งเป็นม้าบินในตำนานกรีก และมันก็เหมาะสมอย่างยิ่ง
Pegasus เป็นสัญลักษณ์ของ ความเร็วและการบิน แต่ยังสะท้อนความรู้สึกว่าเครื่องมือนี้กำลังพาโลกของเคมีวิเคราะห์ไปสู่เส้นทางใหม่ มันไม่ใช่เพียง mass spectrometer อีกเครื่องหนึ่ง แต่เป็นวิธีใหม่ในการมองเห็นระบบเคมีที่ซับซ้อน
8 เดือนในการสร้างเครื่องมือทั้งระบบ
กำหนดเวลานั้นเข้มงวดอย่างมาก ตั้งแต่วันที่ LECO เข้าซื้อ Meridian เรามีเวลาเพียง ประมาณ 8 เดือน ในการเปลี่ยนแนวคิดให้กลายเป็น ระบบ GC-TOFMS ที่พร้อมนำไปแสดงใน Pittcon 1996 ทุกอย่างต้องถูกพัฒนาพร้อมกัน ไม่ว่าจะเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์, ระบบสุญญากาศ, ion optics, ซอฟต์แวร์ และการออกแบบเชิงกล ทีมงานของ LECO ทำงานอย่างหนักเพื่อให้ทันกำหนด
ในที่สุด เครื่อง Pegasus รุ่นแรกจำนวน 3 เครื่อง ถูกสร้างขึ้นในชุดการผลิตแรก และเครื่องสุดท้ายเสร็จสมบูรณ์เพียงไม่กี่วันก่อนจะต้องส่งไปจัดแสดงในงาน
สมุดโน้ตหน้าสีเหลือง
หนึ่งในภาพที่ผมยังเก็บไว้จนถึงวันนี้ คือ หน้ากระดาษสีเหลืองจากสมุดบันทึกการทดลอง ในหน้านั้นเต็มไปด้วยตัวเลขและบันทึกที่เขียนด้วยลายมือ ซึ่งเป็นผลการทดสอบ GC-TOFMS ครั้งแรก ๆ ระหว่างช่วงทดสอบสุดท้ายก่อนงาน Pittcon
ในเวลานั้นมันเป็นเพียงเอกสารการทดลองธรรมดาอีกหน้าหนึ่ง แต่เมื่อมองย้อนกลับไปในวันนี้ มันกลับดูเหมือน หลักฐานทางประวัติศาสตร์ชิ้นเล็ก ๆ เพราะมันบันทึกช่วงเวลาที่เรารู้ว่าเครื่องมือทำงานได้จริง ตามที่เราหวังไว้
Chicago, มีนาคม 1996
เมื่อเครื่อง Pegasus ถูกส่งไปถึงงาน Pittcon ที่ Chicago เรามีเวลาเพียงเล็กน้อยในการติดตั้งและทดสอบระบบ วันสำรองเพียงวันเดียวของเรากลับกลายเป็นสิ่งสำคัญมาก
เมื่อเราเปิดเครื่องครั้งแรกในห้องจัดแสดง ไม่มีอะไรเกิดขึ้นเลยในที่สุดเราพบว่าสาเหตุมาจาก ระบบไฟฟ้า เนื่องจากไฟฟ้าในสถานที่จัดงานมีค่าที่แตกต่างจากที่เครื่องมือออกแบบไว้ หลายชั่วโมงผ่านไปกับการตรวจสอบสายไฟ ปรับการเชื่อมต่อ และทำให้ระบบอิเล็กทรอนิกส์เสถียร ในที่สุดระบบก็เริ่มทำงานและในเช้าวันที่ 3 มีนาคม 1996 Pegasus ก็พร้อมสำหรับการสาธิต
หนึ่งในการสาธิตที่เราแสดงคือ การแยกสารคลอรีนด้วย fast GC ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถบันทึก mass spectra ครบถ้วน แม้ใน peaks ที่กว้างเพียงเศษเสี้ยวของวินาทีสำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่ยืนดูหน้าจอในวันนั้น ความหมายของมันชัดเจนทันที เครื่องมือนี้สามารถเก็บข้อมูลที่เคยหายไปในอดีตได้
เมื่อข้อมูลเริ่มพูดด้วยตัวเอง
สิ่งที่ผมจำได้ชัดเจนที่สุดจากสัปดาห์นั้น ไม่ใช่ความเครียดในการสร้างเครื่องมือแต่เป็น ปฏิกิริยาของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้เห็นมันทำงานจริง ผู้คนเริ่มมารวมตัวกันรอบบูธ เมื่อ spectra ปรากฏบนหน้าจอ
บางคนถามคำถามเชิงเทคนิค บางคนเพียงยืนดูเงียบ ๆ แต่หลายคนเข้าใจทันทีว่าเทคโนโลยีนี้จะส่งผลต่อการวิจัยของพวกเขาอย่างไร ตัวอย่างที่ซับซ้อน เช่น ตัวอย่างสิ่งแวดล้อม, ปิโตรเคมี, กลิ่นและรส (flavor & fragrance) ส่วนผสมเคมีที่ซับซ้อน สามารถถูกวิเคราะห์ได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น Pegasus ไม่ได้เพียงสร้างข้อมูลที่เร็วขึ้น แต่ทำให้นักเคมี มองเห็นสิ่งที่มีอยู่จริงในตัวอย่างได้มากกว่าเดิม
หลังจาก Pittcon
หลังจากการจัดแสดง งานวิจัยเกี่ยวกับ Pegasus ยังคงดำเนินต่อไปอย่างรวดเร็วในปีเดียวกันนั้น เราได้นำเสนอผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชุดแรกที่ได้จากระบบ Pegasus ในการประชุมของ American Society for Mass Spectrometry ปี 1996 ที่เมือง Portland
โปสเตอร์ที่แสดงในงาน ASMS 1996 งานวิจัยนั้นมีชื่อว่า “Time-of-Flight Mass Spectrometer System as a Detector for High Speed Gas Chromatography”
จากจุดนั้น เทคโนโลยี Pegasus ก็พัฒนาอย่างต่อเนื่อง เครื่องรุ่นใหม่ ๆ ได้เพิ่มประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงเทคนิคการประมวลผลข้อมูลขั้นสูง เช่น spectral deconvolution เทคนิค GC×GC-TOFMS โครงการที่เริ่มต้นจากสตาร์ทอัพขนาดเล็ก จึงกลายเป็น แพลตฟอร์มการวิเคราะห์ระดับโลก
Pegasus II ซึ่งเป็นรุ่นถัดมาของ Pegasus ขณะกำลังติดตั้งที่งาน Pittcon ในปี 1997
สามสิบปีต่อมา
สามทศวรรษผ่านไประบบ GC-TOFMS ที่พัฒนาต่อยอดจาก Pegasus ถูกใช้งานในห้องปฏิบัติการทั่วโลก
ลำดับเหตุการณ์การพัฒนา Pegasus ตั้งแต่ปี 1996 จนถึงปัจจุบัน
เทคโนโลยีนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษา มลพิษสิ่งแวดล้อม, authenticate food products, metabolic pathways, ระบบเคมีที่ซับซ้อนในหลายอุตสาหกรรม เมื่อย้อนนึกถึงสัปดาห์นั้นใน Chicago ยังจำช่วงเวลาที่เครื่องมือสร้างข้อมูลชุดแรกได้อย่างชัดเจน หลังจากหลายเดือนแห่งความไม่แน่นอน ระบบทำงานได้สำเร็จ และในวินาทีนั้นเอง Pegasus ก็ได้ทะยานขึ้นอย่างแท้จริง
สำรวจวิวัฒนาการของ Pegasus GC-TOFMS
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ GC-TOFMS รุ่นปัจจุบัน สามารถศึกษาข้อมูลของ Pegasus BTX ซึ่งได้รับการพัฒนาต่อยอดจากเทคโนโลยี Pegasus เพื่อช่วยแก้ไขความท้าทายในการวิเคราะห์สารเคมีในงานวิจัยสมัยใหม่