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3. März 1996: Der Tag, an dem Pegasus abhob
Über den Autor: Slava Artaev
Viatcheslav “Slava” Artaev ist eine führende Autorität auf dem Gebiet der Flugzeit-Massenspektrometrie (TOFMS). Slava war und ist nach wie vor ein zentrales Mitglied des Teams hinter der GC-TOFMS-Plattform LECO Pegasus. Heute treibt er als Technischer Direktor für Forschung und Entwicklung im Bereich Trenntechnik weiterhin Innovationen bei LECO voran.
Heute, da LECO das 30-jährige Jubiläum des Pegasus GC-TOFMS feiert, blicken wir auf ein Vermächtnis der Innovation zurück, das die Grenzen der Trennwissenschaft neu definiert hat. Das im März 1996 auf den Markt gebrachte Pegasus war mehr als nur ein neues Gerät; es war ein technologischer Sprung, der komplexe chemische Analysen mit beispielloser Geschwindigkeit und Klarheit ermöglichte. Anlässlich des 30-jährigen Jubiläums dieser branchenführenden Plattform haben wir diejenigen, die von Anfang an dabei waren, gebeten, ihre Geschichte zu erzählen.
Gedanken von Slava Artaev
30 Jahre später
Vor dreißig Jahren, am 3. März 1996, standen wir in einer überfüllten Messehalle auf der Pittcon in Chicago und schalteten etwas ein, von dem wir glaubten, dass es die Analytische Chemie verändern könnte. Damals fühlte es sich nicht historisch an – es fühlte sich zerbrechlich an.
Nur eine Handvoll von uns war sich bewusst, wie heikel dieser Moment war. Kevin McNitt und ich hatten jahrelang auf dieses Gerät hingearbeitet – das erste LECO-Pegasus-Gaschromatographie-Flugzeit-Massenspektrometer (GC-TOFMS). Für alle anderen war es einfach nur ein weiteres neues System auf einer Fachmesse. Für uns und einige wenige andere stand es für jahrelange Experimente, schlaflose Nächte und die Überzeugung, dass die Flugzeit-Massenspektrometrie endlich etwas erschließen könnte, worauf die Chromatographie schon lange gewartet hatte.
Der Anfang
Die Geschichte begann in Okemos, Michigan, bei einem kleinen Start-up namens Meridian Analytical Instruments. Kevin und ich arbeiteten dort an dem, was der erste praktische schnelle Flugzeitdetektor für die Gaschromatographie werden sollte.
Slava Artaev (links) und Kevin McNitt (rechts) bei der Präsentation des FCD650 auf der Pittcon 1995. Aus dieser Technologie ging später Pegasus hervor.
Auf der Pittcon im Jahr 1995 präsentierten wir den FCD650 Fast Chromatographic Detector, ein Prototypsystem, das in der Lage war, vollständige Massenspektren mit extrem hoher Geschwindigkeit aufzunehmen. Wissenschaftler erkannten sofort das Potenzial. Komplexe Gemische konnten plötzlich analysiert werden, ohne Informationen von sehr schmalen chromatographischen Peaks zu verlieren.
Kurz darauf übernahm die LECO Corporation die Firma Meridian Analytical Instruments und lud uns ein, die Arbeit innerhalb eines wesentlich größeren Unternehmens fortzusetzen. Plötzlich stellte sich eine ganz neue Herausforderung. Wir bauten keine Prototypen mehr. Wir mussten ein vollwertiges kommerzielles Messgerät entwickeln – und zwar schnell.
Die Benennung von Pegasus
Jedes Instrument braucht irgendwann einen Namen. In den ersten Monaten der Entwicklung sprachen wir oft über Geschwindigkeit, Leistung und die Idee, Informationen zu erfassen, die anderen Instrumenten entgingen. Jemand schlug “Pegasus” vor, das geflügelte Pferd aus der griechischen Mythologie. Der Name setzte sich sofort durch.
Das Pegasus stand für Geschwindigkeit und Flug, verkörperte aber auch das Gefühl, dass das Gerät die analytische Chemie in neue Gefilde führte. Es war nicht einfach nur ein weiteres Massenspektrometer. Es stand für eine neue Art, komplexe chemische Systeme zu untersuchen.
Das Gelbe Branchenbuch
Eines der Bilder, die ich aus dieser Zeit noch behalte, ist eine gelbe Notizbuchseite voller handgeschriebener Notizen und Zahlen.
Es war Teil meines Laborjournals aus der letzten Testphase vor der Pittcon. Die Seite zeigt die ersten GC-TOFMS-Testergebnisse, die aufgezeichnet wurden, während wir überprüften, ob das System extrem schnelle chromatographische Peaks erfassen konnte.
Damals war es einfach nur Dokumentation, eine weitere Seite in einer langen Reihe von Experimenten. Wenn man jetzt zurückblickt, fühlt sich dieses gelbe Blatt wie ein kleines historisches Artefakt an. Es hält den Moment fest, in dem uns klar wurde, dass das Instrument endlich so funktionierte, wie wir es uns erhofft hatten.
Chicago, März 1996
Als das Pegasus-Gerät auf der Pittcon in Chicago eintraf, hatten wir nur wenig Zeit, es aufzubauen und zu testen. Unser einziger freier Tag erwies sich als unverzichtbar.
Als wir das Gerät in der Ausstellungshalle zum ersten Mal einschalteten, passierte nichts. Es stellte sich heraus, dass das Problem elektrischer Natur war. Die in der Halle verfügbare Stromversorgung entsprach nicht den Anforderungen des Geräts. Stunden vergingen, während wir Kabel nachverfolgten, Anschlüsse justierten und versuchten, die Elektronik zu stabilisieren. Schließlich sprang das System an. Am Morgen des 3. März 1996 war das Pegasus einsatzbereit.
Eine der Vorführungen, die wir zeigten, betraf schnelle GC-Trennungen chlorierter Verbindungen und verdeutlichte, wie das System vollständige Spektren über Peakbreiten von nur Bruchteilen einer Sekunde aufzeichnen konnte. Für viele Wissenschaftler, die an diesem Tag auf den Bildschirm blickten, lagen die Implikationen auf der Hand. Dieses Gerät konnte Informationen erfassen, die zuvor im Nichts verschwunden waren.
Wenn die Daten sprechen
Was mir von dieser Woche am deutlichsten in Erinnerung geblieben ist, ist nicht der Stress beim Bau des Geräts. Es sind die Reaktionen der Wissenschaftler, die es in Betrieb sahen. Die Menschen versammelten sich um den Stand, als die Spektren auf dem Bildschirm erschienen. Einige stellten technische Fragen. Andere schauten einfach nur zu. Vielen wurde schnell klar, was dies für ihre Arbeit bedeutete. Komplexe Gemische, Umweltproben, Petrochemikalien, Aromen und Geschmacksstoffe – all das ließ sich nun mit weitaus größerer Klarheit untersuchen. Das Pegasus lieferte nicht nur schnellere Daten. Es ermöglichte es den Chemikern, besser zu erkennen, was tatsächlich in ihren Proben enthalten war.
Nach der Pittcon
Nach der Ausstellung gingen die Arbeiten zügig weiter. Später im selben Jahr, auf der ASMS-Konferenz 1996 in Portland, stellten wir die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse vor, die mit dem Pegasus-System erzielt worden waren.
Von diesem Zeitpunkt an wurde die Plattform kontinuierlich weiterentwickelt. Neue Generationen von Pegasus-Geräten erweiterten die Leistungsfähigkeit, führten fortschrittliche Datenverarbeitungsverfahren (wie beispielsweise die spektrale Dekonvolution) ein und ermöglichten schließlich moderne multidimensionale Verfahren wie GCxGC-TOFMS.
Was als ein ehrgeiziges Projekt innerhalb eines kleinen Start-ups begonnen hatte, war zu einer neuen Analyseplattform geworden.
30 Jahre später
Drei Jahrzehnte später kommen GC-TOFMS-Systeme, die auf diesen frühen Pegasus-Geräten basieren, in Laboren auf der ganzen Welt zum Einsatz.
Sie helfen Wissenschaftlern dabei, Umweltchadstoffe zu untersuchen, Lebensmittelprodukte zu authentifizieren, Stoffwechselwege zu erforschen und komplexe chemische Systeme in unzähligen Branchen zu verstehen.
Wenn ich an diese Woche in Chicago zurückdenke, erinnere ich mich noch immer an den Moment, als das Gerät in der Ausstellungshalle endlich seine ersten Daten lieferte. Nach Monaten der Ungewissheit funktionierte das System. Und mit diesem ersten Spektrum kam das Pegasus so richtig in Fahrt.
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