GC-MS Nedir? Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometresi Analiz Rehberi 2025

GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry), gaz kromatografisi ve kütle spektrometresi tekniklerinin entegrasyonu ile karmaşık karışımlardaki bileşenleri ayırma, tanımlama ve kantitasyon için kullanılan güçlü bir analitik tekniktir. GC-MS, uçucu ve yarı-uçucu organik bileşiklerin analizinde altın standart olarak kabul edilir.

GC-MS, gıda güvenliği ve gıda sertifikaları, çevre analizi, ilaç testi, forensik bilim, petrokimya ve klinik toksikoloji gibi alanlarda vazgeçilmez bir araçtır. Bir bileşiğin sadece miktarını değil, aynı zamanda moleküler yapısını da belirleme kabiliyeti sayesinde, GC-MS modern analitik kimya laboratuvarlarının en kritik cihazlarından biridir.

GC-MS Nedir? Gaz Kromatografisi ve Kütle Spektrometresi Temelleri

GC-MS Tanımı ve Çalışma Prensibi

GC-MS, iki güçlü analitik tekniğin birleşimidir:

1. GC (Gas Chromatography - Gaz Kromatografisi):

Numune bileşenlerini gaz fazında ayırır
İnert taşıyıcı gaz (helyum, hidrojen) kullanır
Kapiler kolon içindeki sabit faz ile etkileşime göre ayırma yapar
Kaynama noktası ve polarite farklarına göre bileşenler ayrılır

2. MS (Mass Spectrometry - Kütle Spektrometresi):

GC'den gelen bileşenleri iyonize eder
İyonları kütle/yük (m/z) oranına göre ayırır
Her bileşen için benzersiz kütle spektrumu oluşturur
Kütüphane (library) karşılaştırması ile bileşen tanımlar

Temel Çalışma Prensibi:

Numune Enjeksiyonu → Isıtılarak Buharlaştırma → GC Kolonunda Ayırma
      ↓
Taşıyıcı Gaz (He/H₂) → Kromatografik Ayırma (Kaynama Noktası + Polarite)
      ↓
MS İyonizasyon (EI/CI) → Kütle Spektrumu → Bileşen Tanımlama + Kantitasyon

Örnek: Bir gıda numunesinde pestisit kalıntı analizi yapıyorsunuz:

Numune ekstraktı GC'ye enjekte edilir (1 µL)
Enjektörde 250°C'de buharlaştırılır
GC kolonu 50°C'den 300°C'ye ısıtılır (sıcaklık programlı)
50 farklı pestisit 30 dakikada ayrılır
Her pestisit MS'e girdiğinde iyonize edilir
Kütle spektrumları kütüphane ile karşılaştırılır
"Chlorpyrifos" tanımlanır ve 0.05 mg/kg olarak ölçülür

GC-MS'in Avantajları ve Sınırlamaları

Avantajları:

✅ Yüksek Ayırma Gücü: Karmaşık karışımlarda 100+ bileşen ayrılabilir ✅ Kesin Tanımlama: Kütle spektrumu = bileşenin "parmak izi" ✅ Yüksek Hassasiyet: ppb (µg/L) seviyesinde ölçüm ✅ Geniş Uygulama Alanı: Gıda, çevre, ilaç, forensik ✅ Kütüphane Desteği: NIST, Wiley gibi geniş spektrum kütüphaneleri ✅ Hızlı Analiz: 10-60 dakika arasında

Sınırlamaları:

⚠ Uçuculuk Gereksinimi: Kaynama noktası <400°C olmalı ⚠ Termal Stabilite: Numune ısıda bozunmamalı ⚠ Polar Bileşenler: Polar/su içeren bileşenler için derivatizasyon gerekir ⚠ Yüksek Maliyet: Cihaz + bakım + helyum maliyeti ⚠ Teknik Uzmanlık: Operatör eğitimi kritik

GC-MS Cihazının Temel Bileşenleri

Bir GC-MS sistemi şu ana bileşenlerden oluşur:

1. Taşıyıcı Gaz Sistemi (Carrier Gas System)

Taşıyıcı gaz, numune buharını GC kolonu boyunca taşır.

Taşıyıcı Gaz Seçenekleri:

Gaz	Avantajları	Dezavantajları	Kullanım
Helyum (He)	İdeal akış hızı, güvenli, yüksek verim	Pahalı, tedarik sorunu	En yaygın
Hidrojen (H₂)	Düşük maliyet, hızlı analiz	Patlayıcı, güvenlik riski	Artan kullanım
Azot (N₂)	Ucuz, güvenli	Düşük verim, yavaş	Basit uygulamalar

Akış Kontrolü:

Sabit Akış (Constant Flow): Tüm analiz boyunca sabit akış hızı (örn: 1.0 mL/dk)
Sabit Basınç (Constant Pressure): Sabit basınçta çalışma
Akış Programlaması: Analizin farklı aşamalarında farklı akış hızları

Tipik Akış Hızları:

0.5-2.0 mL/dk (kapiler kolon)
Optimum akış: Van Deemter eğrisi ile belirlenir

2. Enjektör (Injector/Inlet)

Numune, enjektör aracılığıyla GC sistemine enjekte edilir ve buharlaştırılır.

Enjektör Türleri:

A. Split/Splitless Enjektör (En yaygın)

Split Mod:

Numune buharının sadece %1-5'i kolona girer
Geri kalanı atılır (vent)
Avantaj: Yüksek konsantrasyonlu numuneler, hızlı analiz
Dezavantaj: Düşük hassasiyet
Kullanım: >100 ppm numuneler, kolay matriks

Örnek: Split ratio 100:1

1 µL numune enjekte edilir
Sadece 0.01 µL kolona girer
0.99 µL atılır

Splitless Mod:

Tüm numune kolona girer
Avantaj: Maksimum hassasiyet (ppb seviyesi)
Dezavantaj: Yavaş, pik genişlemesi riski
Kullanım: <10 ppm numuneler, kalıntı analizi

Typical Splitless Zaman: 0.5-2 dakika splitless, sonra split açılır

B. On-Column Enjeksiyon:

Numune doğrudan kolona enjekte edilir (ısıtma yok)
Avantaj: Termal bozunma riski yok
Dezavantaj: Kolon kontaminasyonu riski

C. PTV (Programmed Temperature Vaporization):

Enjektör sıcaklığı programlanabilir
Büyük hacim enjeksiyonu (10-100 µL)
Solvent venting ile matriksten arındırma

Enjektör Sıcaklığı:

Tipik: 200-300°C
Numune kaynama noktasından 20-50°C yüksek olmalı
Çok yüksek → termal bozunma
Çok düşük → yetersiz buharlaştırma

3. GC Kolonu (Chromatographic Column)

GC kolonunda kromatografik ayırma gerçekleşir.

Kapiler Kolon (Fused Silica Capillary Column)

Modern GC-MS'de %99 kapiler kolon kullanılır.

Kolon Parametreleri:

1. İç Çap (Internal Diameter - ID):

0.25 mm: Standart, yüksek ayırma
0.32 mm: Daha fazla numune kapasitesi
0.18-0.20 mm: Hızlı analiz, düşük akış

2. Uzunluk (Length):

15 m: Hızlı analizler (basit karışımlar)
30 m: Standart (çoğu uygulama)
60 m: Karmaşık karışımlar, zorlu ayırmalar

3. Film Kalınlığı (Film Thickness):

0.25 µm: Standart, genel amaçlı
0.50 µm: Uçucu bileşenler
1.0 µm: Yüksek kaynama noktalı bileşenler

Sabit Faz Türleri:

Sabit Faz	Polarite	Uygulamalar	Max. Sıcaklık
5% Phenyl Polysiloxane	Non-polar	Genel amaçlı, hidrokarbonlar, pestisitler	325-350°C
100% PDMS	Non-polar	Petrol ürünleri, aromatiklar	360°C
35% Phenyl	Mid-polar	FAMEs, alkol, aldehitler	325°C
50% Phenyl	Mid-polar	İlaç analizleri, steroidler	325°C
Wax (PEG)	Polar	Alkoller, aroma bileşenleri, asitler	250-260°C
Amin/Amid	Polar	Organik asitler, amid derivatives	280°C

Kolon Seçim Stratejisi:

Numune Polaritesi → Sabit Faz Seçimi
↓
"Like Dissolves Like" prensibi: Non-polar bileşenler → Non-polar kolon
                                 Polar bileşenler → Polar kolon

Örnek Kolon Spesifikasyonu:

Agilent DB-5ms (5% phenyl, 95% dimethylpolysiloxane)
30 m × 0.25 mm ID × 0.25 µm film
Pestisit, PCB, VOC, semivolatile organik analizleri için ideal

4. GC Fırını (Oven)

GC fırını, kolonun sıcaklığını hassas şekilde kontrol eder.

Sıcaklık Programlama:

GC analizlerinde genellikle sıcaklık programlı (temperature programmed) mod kullanılır:

Başlangıç Sıcaklığı → Bekleme → Isıtma Hızı → Final Sıcaklık → Bekleme

Örnek Sıcaklık Programı:

50°C (2 dak) → 10°C/dak → 150°C → 25°C/dak → 300°C (5 dak)

Açıklama:

Kolon 50°C'de 2 dakika bekletilir (başlangıç)
10°C/dakika hızla 150°C'ye ısıtılır (10 dakika)
25°C/dakika hızla 300°C'ye ısıtılır (6 dakika)
300°C'de 5 dakika bekletilir (yüksek kaynama noktalı bileşenlerin elüsyonu)
Toplam süre: 2 + 10 + 6 + 5 = 23 dakika

Isıtma Hızının Etkisi:

Yavaş ısıtma (5-10°C/dak): Daha iyi ayırma, uzun analiz
Hızlı ısıtma (20-50°C/dak): Kısa analiz, daha geniş pikler

5. Transfer Hattı (Transfer Line)

GC kolonundan çıkan bileşenleri MS'e taşır.

Özellikler:

Sıcaklık: 250-300°C (kondensasyonu önler)
Materyal: İnert (deaktivasyon yapılmış silika)
Uzunluk: Mümkün olduğunca kısa (ölü hacim minimize)

Kritik Nokta: Transfer hattı sıcaklığı kolonun final sıcaklığından düşük olmamalı, aksi halde bileşenler yoğunlaşır!

6. İyonizasyon Kaynağı (Ionization Source)

MS'de bileşenler iyonlaştırılarak elektrik yükü kazanır.

İyonizasyon Yöntemleri:

A. EI (Electron Ionization - Elektron İyonizasyonu)

En yaygın GC-MS iyonizasyon yöntemi (%95+ uygulamalarda).

Çalışma Prensibi:

Yüksek enerjili elektronlar (tipik: 70 eV) salınır
Elektronlar, moleküllerle çarpışarak iyonlaşma sağlar:
```
M + e⁻ → M•⁺ + 2e⁻
```
Moleküler iyon (M•⁺) oluşur
Yüksek enerji nedeniyle fragmentasyon (parçalanma) olur
Fragment iyonlar, bileşenin "parmak izi" spektrumunu oluşturur

Avantajları: ✅ Zengin fragmentasyon → yapısal bilgi ✅ Kütüphane (NIST, Wiley) ile karşılaştırma mümkün ✅ Rutin, tekrarlanabilir

Dezavantajları: ⚠ Moleküler iyon zayıf veya görülmeyebilir ⚠ İzomerler benzer spektrum verebilir

Örnek EI Spektrumu:

Toluene (C₇H₈, MW: 92)

m/z    Göreceli Bolluk
92     [M]•⁺ (Moleküler iyon) → 100%
91     [M-H]⁺ (Benzoilyum, C₇H₇⁺) → 88%
65     [C₅H₅]⁺ → 15%
39     [C₃H₃]⁺ → 12%

B. CI (Chemical Ionization - Kimyasal İyonizasyon)

Daha yumuşak iyonizasyon yöntemi.

Çalışma Prensibi:

Reaktan gaz (metan, izobütan, amonyak) iyonize edilir

Reaktan iyonlar, analyt moleküllerle reaksiyona girer:

CH₄ + e⁻ → CH₄•⁺
CH₄•⁺ + CH₄ → CH₅⁺ + CH₃•
CH₅⁺ + M → [M+H]⁺ + CH₄ (proton transfer)

Genellikle [M+H]⁺ (protonated molecule) oluşur
Az fragmentasyon → moleküler ağırlık kolay belirlenir

Avantajları: ✅ Güçlü moleküler iyon piki ([M+H]⁺) ✅ Moleküler ağırlık tespiti kolay ✅ Termal olarak hassas bileşenler için uygun

Dezavantajları: ⚠ Az fragmentasyon → yapısal bilgi kısıtlı ⚠ Kütüphane karşılaştırması zor (EI kütüphaneleri kullanılamaz)

CI Modları:

Pozitif CI (PCI): [M+H]⁺ oluşumu
Negatif CI (NCI): [M-H]⁻ oluşumu (elektronegatif bileşenler için ultra-hassas)

7. Kütle Analizörü (Mass Analyzer)

İyonları kütle/yük (m/z) oranına göre ayırır.

Kütle Analizör Türleri:

A. Quadrupole (Dörtlü Kutup)

En yaygın GC-MS analizörü (%80+ pazar payı).

Çalışma Prensibi:

4 paralel silindirik veya hiperbolik elektrot
Karşılıklı elektrotlara RF (radyo frekans) + DC (doğru akım) voltaj uygulanır
Sadece belirli m/z değerine sahip iyonlar kararlı yörüngede ilerler
Diğer iyonlar kararsız yörüngeye girer ve detektöre ulaşamaz
RF/DC voltajları tarayarak (scanning) farklı m/z değerleri ölçülür

Tarama Modları:

Full Scan: Belirli m/z aralığındaki tüm iyonlar taranır (örn: m/z 50-550)
SIM (Selected Ion Monitoring): Sadece belirli m/z değerleri izlenir (yüksek hassasiyet)

Avantajları: ✅ Kompakt, dayanıklı ✅ Geniş dinamik aralık ✅ Orta-yüksek hassasiyet ✅ Ekonomik

Dezavantajları: ⚠ Orta çözünürlük (unit mass resolution) ⚠ Yavaş tarama hızı (full scan modda)

Teknik Özellikler:

Kütle Aralığı: m/z 10-1000 (tipik: 50-650)
Çözünürlük: Unit mass (1 amu)
Tarama Hızı: 5000-10000 amu/sn

B. Ion Trap (İyon Tuzağı)

3D quadrupole benzeri, iyonları "tuzaklar" ve sırayla salıverir.

Avantajları: ✅ MS/MS (Tandem MS) kabiliyeti ✅ Yüksek hassasiyet ✅ Kompakt

Dezavantajları: ⚠ Sınırlı dinamik aralık ⚠ Uzay yükü (space charge) etkisi

C. TOF (Time-of-Flight)

İyonların uçuş süresine göre m/z belirlenir.

Çalışma Prensibi:

İyonlar, aynı kinetik enerji ile hızlandırılır
Sabit uzunluktaki uçuş tüpünde (flight tube) ilerler
Hafif iyonlar hızlı, ağır iyonlar yavaş hareket eder
Uçuş süresi → m/z hesaplanır

Avantajları: ✅ Çok yüksek çözünürlük (10,000-50,000 FWHM) ✅ Çok hızlı tarama (20,000 spektrum/sn) ✅ Geniş kütle aralığı (m/z 10-5000+)

Dezavantajları: ⚠ Yüksek maliyet ⚠ Karmaşık veri işleme

D. Tandem MS (MS/MS veya MS²)

İki kütle analizörü arka arkaya (örn: Triple Quadrupole, Q-TOF).

Çalışma Prensibi:

MS1: Belirli m/z seçilir (precursor ion)
Collision Cell: Seçilen iyon, inert gaz ile çarpıştırılır (CID - Collision-Induced Dissociation)
MS2: Fragment iyonlar analiz edilir

Avantajları: ✅ Ultra-yüksek hassasiyet (ppq seviyesi) ✅ Yüksek seçicilik (matriksten bağımsız) ✅ Yapısal karakterizasyon

Dezavantajları: ⚠ Çok yüksek maliyet ⚠ Karmaşık metod geliştirme

Tarama Modları:

SRM (Selected Reaction Monitoring): Hedef analiz (ultra-hassas kantitasyon)
Product Ion Scan: Yapısal karakterizasyon
Precursor Ion Scan: Belirli fragment veren tüm bileşenler

8. Detektör (Electron Multiplier)

İyonları elektrik sinyale çevirir.

Electron Multiplier (EM):

İyon, dinod yüzeyine çarpar → sekonder elektronlar salınır
Kaskad etkisi ile sinyal 10⁶-10⁸ kat yükseltilir
Elektrik sinyali → dijital data

Detektör Voltajı:

Tipik: 1000-2500 V
Zamanla aşınır → periyodik kalibrasyongerekir

9. Veri Sistemi ve Yazılım

GC-MS verileri işleyen yazılım.

Temel Fonksiyonlar:

Veri toplama (Data Acquisition): Gerçek zamanlı kromatogram ve spektrum
Pik entegrasyonu: Pik alanı/yüksekliği hesaplama
Kütüphane arama (Library Search): NIST, Wiley, custom kütüphane karşılaştırması
Kantitasyon: Kalibrasyon eğrisi ile konsantrasyon hesaplama
Raporlama: PDF, Excel, LIMS entegrasyonu

Yaygın GC-MS Yazılımları:

Agilent MassHunter
Thermo Chromeleon/TraceFinder
Shimadzu LabSolutions
Waters MassLynx

GC-MS Türleri ve Uygulama Alanları

1. Single Quadrupole GC-MS

Uygulamalar:

Rutin kalite kontrol
Screening (tarama) analizleri
Araştırma ve geliştirme

Örnek: Pestisit tarama analizi (multi-residue method)

2. GC-MS/MS (Triple Quadrupole)

Uygulamalar:

Düşük seviye kantitasyon (ppb-ppt)
Karmaşık matrikslerde hedef analiz (dioxin, PCB)
Gıda güvenliği (mykotoksin, veteriner ilaç kalıntıları)

Örnek: Sütte antibiyotik kalıntısı (0.1 ppb LOD)

3. GC-TOF-MS

Uygulamalar:

Metabolomik (1000+ bileşik aynı anda)
Bilinmeyen bileşenlerin tanımlanması
Yüksek çözünürlük gerektiren analizler

Örnek: İdrar metabolit profiling (non-target screening)

4. GC-HRMS (High Resolution Mass Spectrometry)

Uygulamalar:

Çevre analizleri (dioxin, furan, POPs)
Exact mass determination
Regulatuar analizler (EPA, EU methods)

Örnek: 2,3,7,8-TCDD (dioxin) analizi

GC-MS Uygulama Alanları

1. Gıda Güvenliği ve Analizi

GC-MS, gıda güvenliği analizlerinde en kritik araçtır.

Uygulama Örnekleri:

A. Pestisit Kalıntı Analizi

Multi-residue methodlar (500+ pestisit aynı anda)
Meyve, sebze, tahıl, süt, et
MRL (Maximum Residue Limit) kontrolü
Metod: QuEChERS + GC-MS/MS

Örnek Analiz:

Numune: Elma (100 g)
Ekstraksiyon: QuEChERS (asetonitril + tuz)
Temizleme: PSA + C18 + GCB SPE
GC-MS/MS Analiz: SRM mod, 450 pestisit
LOQ: 0.01 mg/kg (10 ppb)
Süre: 20 dakika

B. Aroma Profilleme -휘발성 organik bileşikler (VOC)

Kahve, çay, baharat, içki aroması
Headspace-SPME-GC-MS

C. Yağ Asidi Profili (FAMEs)

Omega-3, omega-6 yağ asitleri
Trans yağ asitleri
Sahtekarlık tespiti (zeytinyağı karışımı)

D. Veteriner İlaç Kalıntıları

Antibiyotikler, hormonlar
Et, süt, yumurta

E. Mykotoksinler (Toksik Küf Metabolitleri)

Aflatoksin, okratoksin, patulin
Tahıl, kuruyemiş, meyve suyu

2. Çevre Analizi

A. Hava Kalitesi Analizi

VOC (Volatile Organic Compounds): Benzen, toluen, ksilen
PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons): Kanserojenik bileşikler
Odor (koku) profilleme

Metod: Tenax/Carbotrap tüp + termal desorpsiyon GC-MS

B. Su ve Atıksu Analizi

Semivolatile organik kirleticiler
Endokrin bozucular (phthalate, bisphenol A)
Pharmaceutical residues (ilaç kalıntıları)

Metod: SPE (Solid Phase Extraction) + GC-MS

C. Toprak Kontaminasyonu

PCB (Polychlorinated Biphenyls)
Dioxin/furan
Petrol hidrokarbonları (TPH)

3. İlaç ve Farmasötik Analiz

A. Kalıntı Çözücü Analizi (Residual Solvent)

ICH Q3C kılavuzuna göre
İlaç üretiminde kullanılan çözücülerin kalıntısı
Headspace-GC-MS/FID

Örnek: Tablet formülasyonunda metanol, asetonitril, diklorometan analizi

B. İmpurity (Safsızlık) Profilleme

Yan ürünler, degradasyon ürünleri
GC-MS ile tanımlama + kantitasyon

C. Steroid Analizi

Anabolik steroidler (doping kontrolü)
Derivatizasyon + GC-MS/MS

4. Forensik ve Toksikoloji

A. İlaç ve Uyuşturucu Analizi

Kokain, eroin, amfetamin, kannabinoidler
Kan, idrar, saç örneklerinde
Confirmation (doğrulama) için GC-MS altın standart

B. Alkol Analizi

Kan alkol konsantrasyonu (BAC)
Headspace-GC-FID/MS

C. Ateşli Silah Atış Kalıntısı (GSR)

Organik bileşenler (nitroselüloz parçalanma ürünleri)

D. Yanıcı Madde Analizi

Arson (kasten yangın) soruşturmalarında
Benzin, gazyağı, dizel tespiti

5. Petrokimya ve Enerji

A. Doğal Gaz Kompozisyon Analizi

C1-C6 hidrokarbonlar
ASTM D1945

B. Gasoline/Diesel Analiz

Oktane number
PIONA (Paraffin, Isoparaffin, Olefin, Naphthene, Aromatic) analizi
ASTM D6730

C. Biyodizel Kalitesi

FAME kompozisyonu
EN 14103, ASTM D6584

6. Klinik ve Biyomedikal

A. Metabolomik

Amino asitler, organik asitler, yağ asitleri
Hastalık biyomarkerları
Derivatizasyon (silylation, methylation) + GC-MS

B. Neonatal Tarama

Fenilketonüri (PKU), MSUD
Kuru kan lekesi (DBS) örneklerinde

C. Klinik Toksikoloji

İlaç metabolitleri
İlaç dozaj ayarlaması (therapeutic drug monitoring)

GC-MS vs HPLC vs GC-FID: Karşılaştırma

Özellik	GC-MS	HPLC-UV/MS	GC-FID
Faz	Gaz	Sıvı	Gaz
Numune Tipi	Uçucu, termal stabil	Polar, non-polar, polar, iyonik	Uçucu organikler
Hassasiyet	ppb-ppt (MS/MS)	ppb-ppm	ppm
Seçicilik	Çok yüksek (kütle spektrumu)	Orta (UV), yüksek (MS)	Düşük
Tanımlama	Evet (library match)	MS ile evet, UV ile hayır	Hayır (sadece RT)
Analiz Süresi	10-60 dak	10-120 dak	10-60 dak
Maliyet	Yüksek	Orta-yüksek	Düşük
Bakım	Orta (helyum, vakum pompası)	Düşük	Düşük

Ne Zaman GC-MS: ✅ Uçucu/yarı-uçucu bileşenler ✅ Tanımlama gerekli ✅ Yüksek hassasiyet gerekli ✅ Karmaşık karışımlar

Ne Zaman HPLC: ✅ Polar, non-uçucu, termal hassas bileşenler ✅ İlaç, protein, peptid analizi ✅ Su içeren numuneler

Ne Zaman GC-FID: ✅ Basit hidrokarbon analizi ✅ Rutin QC (tanımlama gerekmez) ✅ Ekonomik çözüm

GC-MS Metod Geliştirme

1. Numune Hazırlama

A. Ekstraksiyon Yöntemleri:

Liquid-Liquid Extraction (LLE):

Numune + Organik Çözücü (hekzan, diklorometan) → Karıştırma → Faz Ayrımı → Organik Faz Al

Solid Phase Extraction (SPE):

Kartuş tipi (C18, silika, florisil)
Aktivasyon → Yükleme → Yıkama → Elüsyon

QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe): Pestisit analizi için altın standart.

10 g numune + 10 mL asetonitril + tuz (MgSO₄, NaCl)
→ Vorteks → Santrifüj → Üst faz al
→ Dispersive SPE (PSA + C18 + GCB) → GC-MS

B. Headspace Teknikleri:

Static Headspace:

Numune kapalı vial'de ısıtılır
Gaz fazından alınan numune GC'ye enjekte edilir
Uygulama: Alkol, çözücü kalıntısı

SPME (Solid Phase Microextraction):

Fiber (PDMS, DVB, Carboxen) headspace'e daldırılır
Analitler fiber'e adsorbe olur
Fiber GC enjektörüne direkt termal desorpsiyon yapılır

Purge & Trap:

İnert gaz ile uçucu bileşenler süpürülür
Trap'te (tuzak) toplanır
Termal desorpsiyon ile GC'ye aktarılır

2. Kromatografik Optimizasyon

A. Kolon Seçimi:

Örnek Senaryo: Pestisit karışımı analizi

Seçim Kriterleri:

Polarite: Pestisitler genellikle mid-polar → 5% phenyl kolon
Uzunluk: Karmaşık karışım → 30 m
İç Çap: Standart hassasiyet → 0.25 mm
Film Kalınlığı: Orta kaynama noktası → 0.25 µm

Seçilen Kolon: Agilent DB-5ms (30 m × 0.25 mm × 0.25 µm)

B. Sıcaklık Programı Optimizasyonu:

Başlangıç:

60°C (1 dak) → 25°C/dak → 150°C → 5°C/dak → 280°C (10 dak)
Toplam: 30 dakika

Problem: Bazı pikler overlap ediyor (çözünürlük <1.5)

Optimizasyon:

İlk rampa hızını azalt: 25°C/dak → 15°C/dak (daha iyi ayırma)
İkinci rampa'yı optimize et: 5°C/dak → 10°C/dak (daha hızlı)

Final:

60°C (2 dak) → 15°C/dak → 150°C → 10°C/dak → 280°C (5 dak)
Toplam: 26 dakika, çözünürlük >1.8 (kabul)

C. Akış Hızı Optimizasyonu:

Van Deemter eğrisi ile optimal akış belirlenir:

Çok yavaş → uzun analiz
Çok hızlı → düşük ayırma verimi

Tipik Optimal Akış (helyum, 0.25 mm ID kolon):

1.0-1.2 mL/dk

3. MS Parametreleri Optimizasyonu

A. İyonizasyon Enerjisi (EI Mod):

Standart: 70 eV
Düşük enerji (30-50 eV): Daha fazla moleküler iyon, az fragmentasyon

B. SIM (Selected Ion Monitoring) Seçimi:

Full scan yerine SIM → 10-100 kat daha hassas

Örnek: Chlorpyrifos pestisiti

Full Scan Spektrumu:

m/z: 314 (M)⁺, 258, 286, 197, 169...

SIM İyon Seçimi:

Quantifier (Kantitasyon İyonu): m/z 314 (en yoğun, en kararlı)
Qualifier 1: m/z 286 (doğrulama)
Qualifier 2: m/z 258 (ek doğrulama)

SIM Dwell Time: 100-200 ms (her iyon için)

C. SRM (Selected Reaction Monitoring) - MS/MS:

Örnek: Chlorpyrifos (m/z 314)

Precursor İyon: m/z 314
    ↓ Collision (CID, 20 eV)
Product İyonlar: m/z 286, 258, 197

SRM Transitions:
314 → 286 (Quantifier, en yoğun)
314 → 258 (Qualifier 1)
314 → 197 (Qualifier 2)

4. Kalibrasyon ve Validasyon

Kalibrasyon Eğrisi:

Konsantrasyon Seviyeleri: 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 mg/L (5-7 nokta)

İnternal Standard (IS) Kullanımı:

Matriks etkisini kompanse eder
Enjeksiyon hassasiyetini artırır
Örnek IS: Deuterated (ağır izotop) standards (pestisit-d₅)

Validasyon Parametreleri:

Parametre	Kabul Kriteri	Örnek Sonuç
Linearity (Doğrusallık)	R² ≥ 0.995	R² = 0.9987 ✓
LOD (Limit of Detection)	S/N ≥ 3	0.003 mg/kg
LOQ (Limit of Quantitation)	S/N ≥ 10, %RSD <20%	0.01 mg/kg
Accuracy (Doğruluk)	Recovery 80-120%	95% ✓
Precision (Tekrarlanabilirlik)	%RSD ≤ 15%	%RSD = 8.2% ✓
Repeatability (Gün içi)	n=6, %RSD ≤ 10%	%RSD = 6.5% ✓
Intermediate Precision	3 gün, %RSD ≤ 15%	%RSD = 11.3% ✓

GC-MS Troubleshooting (Sorun Giderme)

Yaygın Problemler ve Çözümleri

1. Pik Yok veya Çok Düşük Sinyal

Olası Nedenler:

Numune konsantrasyonu çok düşük
Enjektör tıkanmış
Kolon kırılmış veya tıkanmış
Detektör voltajı düşük
MS vakumu bozuk

Çözümler: ✓ Numune konsantrasyonunu artır ✓ Liner değiştir ✓ Kolon bağlantılarını kontrol et (helyum sızıntısı testi) ✓ EM voltajını yükselt (tune yap) ✓ Vakum pompasını kontrol et (ion gauge oku)

2. Pik Şekli Bozuk (Tailing, Fronting)

Tailing (Kuyruklu Pik):

Neden: Aktif siteler (kolonun silanolasyonu bozulmuş), liner kirli
Çözüm: Kolon condition yap (300°C, 2 saat), liner değiştir

Fronting (Ön Kuyruklu Pik):

Neden: Aşırı yükleme (overloading)
Çözüm: Daha az numune enjekte et, split ratio artır

3. Baseline Yükselmesi (Rising Baseline)

Neden:

Kolon bleed (yüksek sıcaklıkta sabit faz bozunması)
Septum parçaları MS'e giriyor
Kirli kaynak (ion source)

Çözüm: ✓ Kolon yaşını kontrol et (maximum temp aşmayın) ✓ Septum her 50-100 enjeksiyonda değiştir ✓ Ion source temizle (manuel temizlik veya bake-out)

4. Düşük Çözünürlük (Poor Resolution)

Neden:

Kolon akış hızı yanlış
Sıcaklık programı optimize değil
Enjeksiyon hacmi çok fazla

Çözüm: ✓ Akış hızını optimize et (Van Deemter) ✓ Isıtma hızını yavaşlat ✓ Splitless yerine split kullan veya enjeksiyon hacmini azalt

5. Yüksek Background (Gürültü)

Neden:

Kirli ion source
Kirli quadrupole
Çözücü kontaminasyonu

Çözüm: ✓ Auto-tune yap ✓ MS temizliği (manual cleaning) ✓ Blank enjekte et (sistem temizliği)

6. Retention Time (RT) Kayması

Neden:

Akış hızı değişimi (gaz basıncı problemi)
Fırın kalibrasyonu bozuk
Kolon yaşlanması

Çözüm: ✓ Akış hızını kontrol et ve sabit tut ✓ Fırın kalibrasyonu yap ✓ RT locking kullan (software feature)

GC-MS Gerçek Dünya Uygulamaları - Vaka Çalışmaları

Vaka 1: Gıda Güvenliği - Meyve Suyunda Pestisit Kalıntı Analizi

Senaryo: Bir gıda analiz laboratuvarı, süpermarket zinciri için portakal suyunda pestisit kalıntı analizi yapıyor. Avrupa Birliği MRL (Maximum Residue Limit) uyumluluğu sağlanmalı.

Numune: Portakal suyu (200 mL)

Analiz Protokolü:

1. Numune Hazırlama (QuEChERS Metod):

10 mL portakal suyu + 10 mL asetonitril
→ 4 g MgSO₄ + 1 g NaCl ekle
→ Vorteks 1 dakika → Santrifüj 4000 rpm, 5 dakika
→ Üst organik faz al (6 mL)
→ Dispersive SPE: 150 mg PSA + 150 mg MgSO₄ ekle
→ Vorteks → Santrifüj → Üst faz filtre et (0.22 µm PTFE)
→ GC vial'e aktar

2. GC-MS/MS Parametreleri:

GC Koşulları:

Kolon: Agilent HP-5ms Ultra Inert (30 m × 0.25 mm × 0.25 µm)
Taşıyıcı Gaz: Helyum, 1.2 mL/dk constant flow
Enjeksiyon: 1 µL, splitless (1 dakika), 250°C

Sıcaklık Programı:

70°C (2 dak) → 50°C/dak → 150°C (0 dak) → 6°C/dak → 200°C → 16°C/dak → 280°C (10 dak)
Toplam: 30 dakika

Transfer Line: 280°C

MS/MS Koşulları:

İyonizasyon: EI, 70 eV
Ion Source: 230°C
Quadrupole: 150°C
Mod: SRM (Selected Reaction Monitoring)
Collision Gas: Nitrogen (1.5 mL/dk)

SRM Transitions (Örnek 5 Pestisit):

Pestisit	Precursor → Product (Quantifier)	Product (Qualifier 1)	Product (Qualifier 2)	Collision Energy
Chlorpyrifos	314 → 286	258	197	15 eV
Malathion	173 → 127	158	99	10 eV
Diazinon	304 → 179	276	137	12 eV
Lambda-Cyhalothrin	197 → 141	181	208	18 eV
Cypermethrin	163 → 127	91	77	15 eV

3. Kalibrasyon:

Standard Mixture: 50 pestisit karışımı (her biri 1 mg/mL stok)
Kalibrasyon Seviyeleri: 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 mg/L (matrix-matched)
Internal Standard: Triphenylphosphate (TPP)

4. Sonuçlar:

Tespit Edilen Pestisitler:

Pestisit	Konsantrasyon (mg/kg)	MRL (AB)	Durum
Chlorpyrifos	0.08	0.05	❌ AŞILDI
Malathion	0.02	0.02	✓ UYGUN (sınırda)
Diazinon	<LOD	0.05	✓ UYGUN
Lambda-Cyhalothrin	0.01	0.02	✓ UYGUN
Cypermethrin	<LOD	0.05	✓ UYGUN

Değerlendirme:

Chlorpyrifos MRL'yi aştı → Parti reddedildi
Üretici bilgilendirildi, kaynak (tedarikçi bahçe) tespit edildi
Düzeltici faaliyet: Tedarikçi değişikliği

Validasyon Performansı:

LOQ: 0.01 mg/kg (10 ppb)
Accuracy: 85-115% recovery
Precision: %RSD <10%
Analysis time: 30 dakika/numune
Throughput: 40 numune/gün (autosampler ile)

Vaka 2: Çevre Analizi - Endüstriyel Atıksuda VOC Analizi

Senaryo: Bir kimya fabrikası, atıksu arıtma tesisinden çıkan suda uçucu organik bileşikler (VOC) analizi yaparak EPA (US Environmental Protection Agency) standartlarına uygunluk kontrol ediyor.

Numune: Arıtılmış atıksu (40 mL)

Hedef Bileşikler: EPA Method 8260C - 60+ VOC (benzen, toluen, kloroform, trikloroetilen, vb.)

Analiz Protokolü:

1. Numune Hazırlama (Purge & Trap):

40 mL numune → Purge vessel'e aktar
→ Helyum ile 11 dakika purge (40 mL/dk)
→ VOC'ler Tenax/Carboxen/PDMS trap'te toplanır
→ Trap'i 250°C'ye hızlı ısıt (termal desorpsiyon)
→ VOC'ler GC kolonuna aktarılır (cryo-focusing)

2. GC-MS Parametreleri:

GC Koşulları:

Kolon: Restek Rtx-VMS (60 m × 0.25 mm × 1.4 µm)
Taşıyıcı Gaz: Helyum, 1.5 mL/dk
Enjeksiyon: Purge & trap direkt enjeksiyon, split 10:1

Sıcaklık Programı:

-20°C (cryogenic cooling, 5 dak) → 8°C/dak → 170°C (5 dak)
Toplam: 33.75 dakika

MS Koşulları:

Mod: Full Scan (m/z 35-300) + SIM (hedef iyonlar)
İyonizasyon: EI, 70 eV
Ion Source: 230°C
Quadrupole: 150°C

3. Kalibrasyon:

8260C Megamix Standard (Restek/Supelco)
5 nokta kalibrasyon: 0.5, 2, 10, 40, 100 µg/L
Internal Standards: Fluorobenzene, Chlorobenzene-d5, 1,4-Dichlorobenzene-d4

4. Sonuçlar:

Tespit Edilen VOC'ler:

Bileşik	Konsantrasyon (µg/L)	EPA Limit	Durum
Benzen	12.5	5	❌ AŞILDI
Toluen	3.8	1000	✓ UYGUN
Kloroform	28.3	100	✓ UYGUN
Trikloroetilen (TCE)	8.2	5	❌ AŞILDI
Ksilen (toplam)	15.2	10000	✓ UYGUN
1,2-Dikloroetan	1.2	5	✓ UYGUN

Değerlendirme:

Benzen ve TCE limitleri aştı
Kök Neden Analizi:
- Benzen: Proses tankından kaçak tespit edildi
- TCE: Eski metal yıkama ünitesi hala aktif
Düzeltici Faaliyet:
- Benzen kaçağı kapatıldı
- TCE kullanan ünite kapatıldı, su bazlı temizleyiciye geçildi
Doğrulama: 2 hafta sonra re-test → tüm parametreler uygun

Performans:

LOD: 0.1-0.5 µg/L (bileşene göre)
Recovery: 75-130% (EPA kabul aralığı)
Analysis time: 34 dakika/numune
Throughput: 30 numune/gün

Vaka 3: Forensik - Kan Örneğinde Uyuşturucu Madde Analizi (Toxicology)

Senaryo: Adli tıp laboratuvarı, trafik kazasında şüpheli sürücünün kan örneğinde uyuşturucu madde (kanabinoid, kokain, opiat) analizi yapıyor.

Numune: Kan (1 mL)

Analiz Protokolü:

1. Numune Hazırlama (Liquid-Liquid Extraction + Derivatization):

1 mL kan + 100 µL Internal Standard (Cocaine-d3, THC-d3)
→ pH ayarı (pH 9, amonyum hidroksit)
→ 5 mL hekzan:etil asetat (9:1) ekle
→ Vorteks 5 dakika → Santrifüj
→ Organik faz al → Azot altında kurut
→ Derivatizasyon: 50 µL BSTFA + 1% TMCS (silylation)
→ 60°C, 30 dakika → GC-MS'e enjekte et

2. GC-MS Parametreleri:

GC Koşulları:

Kolon: Agilent DB-5ms (30 m × 0.25 mm × 0.25 µm)
Taşıyıcı Gaz: Helyum, 1.0 mL/dk
Enjeksiyon: 1 µL, splitless, 250°C

Sıcaklık Programı:

100°C (1 dak) → 20°C/dak → 280°C → 10°C/dak → 310°C (5 dak)
Toplam: 17 dakika

MS Koşulları:

Mod: SIM (Selected Ion Monitoring)
İyonizasyon: EI, 70 eV

SIM İyonları:

Bileşik	RT (dak)	Quantifier (m/z)	Qualifiers (m/z)
THC-TMS (Δ9-Tetrahydrocannabinol)	12.3	371	386, 303
Cocaine	10.8	182	303, 82
Morphine-2TMS	13.5	429	414, 236
6-Monoacetylmorphine (Heroin metaboliti)	12.9	399	340, 287
Amphetamine-TMS	8.2	118	91, 140

3. Kalibrasyon:

Calibrator: Cerilliant sertifikalı standartlar
Konsantrasyon: 10, 25, 50, 100, 200, 500 ng/mL (matrix-matched, blank blood)
Internal Standard correction

4. Sonuçlar:

Tespit Edilen Maddeler:

Madde	Konsantrasyon (ng/mL)	Cut-off (SAMHSA)	Durum
Δ9-THC	15	2	✓ POZİTİF (kanabis kullanımı)
THC-COOH (metabolit)	45	-	✓ Doğrulama
Cocaine	<LOD	150	✗ NEGATİF
Benzoylecgonine (kokain metaboliti)	<LOD	-	✗ NEGATİF
Morphine	<LOD	2000	✗ NEGATİF
6-MAM	<LOD	10	✗ NEGATİF

Değerlendirme:

THC pozitif: Sürücü cannabis kullanmış (son 3-4 saat içinde)
Medikal değerlendirme: 15 ng/mL THC → Hafif etkilenme seviyesi (driving impairment threshold: 2-5 ng/mL)
Hukuki sonuç: Kaza sırasında cannabis etkisi altında (DUI - Driving Under Influence)

Performans:

LOD: 1-2 ng/mL (bileşene göre)
LOQ: 5 ng/mL
Accuracy: 85-115%
Precision: %RSD <15%
Analysis time: 17 dakika/numune (prep time hariç)
Total turnaround: 4 saat (ekstraksiyon + analiz)

Vaka 4: Petrokimya - Doğal Gaz Kompozisyon Analizi

Senaryo: Doğal gaz rafinerisi, gaz hattından alınan numunede C1-C6+ hidrokarbon kompozisyonunu analiz ederek gaz kalitesini kontrol ediyor (ASTM D1945 metodu).

Analiz Protokolü:

1. Numune Hazırlama:

Gaz numunesi direkt olarak GC'ye enjekte edilir (gaz-tight syringe veya gas sampling loop)
Numune hacmi: 250 µL

2. GC-MS/FID Parametreleri:

GC Koşulları:

Kolon: Capillary PLOT (Porous Layer Open Tubular) - Alumina/KCl veya Molecular Sieve
Taşıyıcı Gaz: Helyum, 2.0 mL/dk
Enjeksiyon: Gas sampling valve, split 10:1, 150°C

Sıcaklık Programı:

35°C (5 dak) → 8°C/dak → 200°C (10 dak)
Toplam: 35.6 dakika

Detektör: FID (Flame Ionization Detector) ana detektör, MS doğrulama için

3. Sonuçlar:

Gaz Kompozisyonu (mol %):

Bileşik	Konsantrasyon (mol %)	Tipik Aralık
Metan (C1)	95.32	70-98%
Etan (C2)	2.85	1-10%
Propan (C3)	0.98	0.1-3%
iso-Bütan (iC4)	0.25	0.01-1%
n-Bütan (nC4)	0.32	0.01-1%
iso-Pentan (iC5)	0.10	<0.5%
n-Pentan (nC5)	0.08	<0.5%
Heksan+ (C6+)	0.05	<0.5%
Azot (N₂)	0.03	<5%
Karbondioksit (CO₂)	0.02	<2%

Hesaplanan Parametreler:

Wobbe Index: 52.1 MJ/Nm³ (hedef: 48-52, uygun ✓)
Isıl Değer (Heating Value): 38.5 MJ/Nm³
Özgül Ağırlık: 0.585 (hava = 1.0)

Değerlendirme:

Gaz kalitesi spesifikasyonlara uygun
C6+ düşük → pipeline transportation için ideal
Wobbe Index hedef aralıkta → Endüstriyel yakıcılar için uygun

GC-MS Eğitimi ve Kariyer Fırsatları

GC-MS Operatörü Eğitimi

Temel Eğitim Konuları:

Kromatografi teorisi ve GC temelleri
GC-MS cihaz bileşenleri ve çalışma prensipleri
Numune hazırlama teknikleri
Metod geliştirme ve optimizasyon
Veri analizi ve yorumlama
Troubleshooting ve bakım
Kalite kontrol ve validasyon

Pratik Uygulamalar:

Cihaz kurulumu ve günlük bakım
Numune enjeksiyonu ve analiz
Kromatogram entegrasyonu
Kütle spektrumu yorumlama
Library search kullanımı
Metod transfer

Kariyer Fırsatları

1. GC-MS Operatörü / Analisti

Sektörler: Gıda, ilaç, çevre, forensik
Görevler: Rutin analiz, numune hazırlama, raporlama
Maaş: 15,000-35,000 TL/ay (deneyime göre)

2. Metod Geliştirme Uzmanı

Sektörler: İlaç Ar-Ge, CRO (Contract Research Organization)
Görevler: Yeni metod geliştirme, validasyon
Maaş: 25,000-50,000 TL/ay

3. Laboratuvar Müdürü

Görevler: Laboratuvar yönetimi, akreditasyon, ekip lideri
Maaş: 40,000-80,000 TL/ay

4. Forensik Kimyager

Sektörler: Adli tıp, emniyet kriminal lab
Görevler: Uyuşturucu, toksikoloji, ateşli silah analizleri
Maaş: 20,000-45,000 TL/ay (kamu) / 30,000-70,000 TL/ay (özel)

5. Çevre Analisti

Sektörler: Çevre danışmanlık, akreditasyon laboratuvarları
Görevler: Hava, su, toprak örneklerinde VOC, PAH, pestisit analizi
Maaş: 18,000-40,000 TL/ay

Sık Sorulan Sorular (SSS)

1. GC-MS ile HPLC arasındaki fark nedir?

GC-MS:

Faz: Gaz (uçucu bileşenler)
Numune Tipi: Uçucu, termal stabil, non-polar organik bileşikler
Sıcaklık: Yüksek (50-350°C)
Hassasiyet: ppb-ppt (MS/MS ile)
Uygulamalar: Pestisit, VOC, yağ asitleri, aroma bileşikleri

HPLC:

Faz: Sıvı (polar bileşenler)
Numune Tipi: Polar, non-uçucu, termal hassas, iyonik bileşikler
Sıcaklık: Oda sıcaklığı - 60°C
Hassasiyet: ppb-ppm
Uygulamalar: İlaç, protein, vitamin, peptid

Seçim Kriteri:

Numune uçucu mu? → GC-MS
Numune polar/su içeriyor mu? → HPLC
Termal olarak hassas mı? → HPLC
Molekül ağırlığı >1000 Da → HPLC

2. GC-MS'de hangi numuneler analiz edilemez?

Analiz Edilemeyen Numune Tipleri:

❌ Non-uçucu bileşikler: Kaynama noktası >400°C

Örnek: Polimer, reçine, vaks, ağır petrol fraksiyonları

❌ Termal olarak hassas bileşikler: Isıda bozunan

Örnek: Bazı proteinler, peptidler, termal hassas ilaçlar

❌ Polar ve iyonik bileşikler (derivatizasyon olmadan):

Örnek: Şekerler, amino asitler, organik asitler, tuzlar
Çözüm: Derivatizasyon (silylation, methylation) yapılabilir

❌ Suda çözünür polar bileşikler:

Örnek: Glikol, su içeren matriks

Alternatif Teknikler:

HPLC-UV/MS
IC (Ion Chromatography)
CE (Capillary Electrophoresis)

3. GC-MS'de derivatizasyon neden yapılır?

Derivatizasyon, polar veya termal hassas bileşiklerin GC-MS'de analiz edilebilir hale getirilmesidir.

Amaçlar:

Uçuculuğu artırmak: Polar grupları (–OH, –COOH, –NH₂) bloklayarak
Termal stabilitedestabiliteyi artırmak: Yüksek sıcaklıkta bozunmayı önlemek
Pik şeklini iyileştirmek: Tailing'i azaltmak
Hassasiyeti artırmak: Daha iyi MS response

Yaygın Derivatizasyon Yöntemleri:

A. Silylation (Sililleme):

Reaktif: BSTFA, MSTFA, TMCS
Hedef Gruplar: –OH, –COOH, –NH₂
Ürün: Trimethylsilyl (TMS) türevleri
Uygulamalar: Amino asitler, şekerler, steroidler, organik asitler

Reaksiyon:

R–OH + (CH₃)₃Si–N(Si(CH₃)₃)₂ → R–O–Si(CH₃)₃ + HN(Si(CH₃)₃)₂

B. Alkylation (Alkilasyon):

Reaktif: Diazomethane, TMSH (trimethylsulfonium hydroxide)
Hedef Gruplar: –COOH
Ürün: Metil esterleri
Uygulamalar: Yağ asitleri (FAMEs)

C. Acylation (Asilasyon):

Reaktif: Anhidritler (asetik anhidrit, TFAA)
Hedef Gruplar: –OH, –NH₂
Ürün: Asetat, trifluoroasetat türevleri
Uygulamalar: Şekerler, steroidler, amfetaminler

4. GC-MS'de "library match" ne kadar güvenilirdir?

Library Match (Kütüphane Eşleştirme), bilinmeyen bir bileşenin kütle spektrumunu referans kütüphanedeki spektrumlarla karşılaştırarak tanımlama yapmasıdır.

Yaygın Kütüphaneler:

NIST (National Institute of Standards and Technology): 350,000+ spektrum
Wiley Registry: 800,000+ spektrum
Custom Libraries: Kullanıcı tarafından oluşturulmuş

Match Quality (Eşleşme Kalitesi):

Match Factor (MF): 0-999 (>900: Mükemmel, 800-900: İyi, <800: Şüpheli)
Reverse Match Factor (RMF): Kütüphane spektrumunun bilinmeyen spektruma uyumu

Güvenilirlik Faktörleri:

✅ Yüksek Güvenilirlik Durumları:

MF >950 ve RMF >950
İlk 3 match birbirine benzer
Retention time (RT) uyumlu (bilinen standart ile)
Qualifier iyonlar mevcut

⚠ Düşük Güvenilirlik Durumları:

MF <800
İzomerler (aynı kütle, farklı yapı → benzer spektrum)
Co-elution (iki bileşen aynı anda çıkıyor → karışık spektrum)
Contamination (kirlilik → ek pikler)

Best Practice:

Sadece library match'e güvenmeyin!
Retention time ile doğrulayın (sertifikalı standart ile karşılaştırın)
Qualifier iyonların oranlarını kontrol edin
Şüpheli sonuçlarda: Sertifikalı standart ile spiked sample analizi yapın

5. GC-MS bakımı ne kadar sıklıkla yapılmalı?

Günlük Bakım:

Septum kontrol (50-100 enjeksiyonda değiştir)
Baseline kontrolü (blank enjeksiyonu)
Retention time stabilitesi kontrolü
System suitability test (SST)

Haftalık Bakım:

Liner temizliği/değişimi (numune matriksine göre 20-100 enjeksiyonda)
Enjektör sızdırmazlık kontrolü (O-ring)
Vakum pompası kontrolü (ion gauge okuma)

Aylık Bakım:

Ion source temizliği
Quadrupole lens temizliği (gerekirse)
Tune/calibration (mass axis, resolution)
Kolon performance kontrolü (efficiency, resolution)

Yıllık Bakım:

Vakum pompası servis (turbomolecular + roughing pump)
Electron multiplier (EM) değişimi (gerekliyse, performans düşerse)
Kolon değişimi (bleed yüksekse, efficiency düşükse)
Preventive maintenance (PM) contract (vendor service)

Maliyet Tahmini (Yıllık):

Sarf malzemeler (liner, septum, ferrule): 10,000-20,000 TL
Helyum: 30,000-60,000 TL (fiyat volatilitesi yüksek)
Servis PM contract: 50,000-100,000 TL
Kolon: 15,000-30,000 TL
Toplam: 100,000-200,000 TL/yıl (yoğun kullanımda)

6. GC-MS'de helyum yerine hidrojen kullanılabilir mi?

Evet, ancak güvenlik tedbirleri gereklidir.

Helyum (He) Avantajları: ✅ İnert, güvenli ✅ Optimal Van Deemter eğrisi (geniş plateau) ✅ MS için ideal (düşük background)

Helyum Dezavantajları: ⚠ Pahalı (2023-2025 tedarik sorunu, fiyat artışı) ⚠ Sınırlı kaynak

Hidrojen (H₂) Avantajları: ✅ Ucuz (on-site jeneratör ile) ✅ Daha hızlı analiz (diffüzyon katsayısı yüksek) ✅ Daha iyi ayırma (bazı uygulamalarda)

Hidrojen Dezavantajları: ⚠ Patlayıcı (güvenlik riski) ⚠ Kolonda kimyasal reaksiyon riski (özellikle halojenlü bileşikler)

Güvenlik Tedbirleri:

Hidrojen jeneratörü kullanın (yüksek saflık, 99.9999%)
Gaz sızıntı dedektörü kurun
Uygun havalandırma
MS vakum pompasına hidrojen sensörü
Emergency shut-off sistemi

Metod Transfer (Helyum → Hidrojen):

Akış hızını ayarla: Helyum akışının ~%40'ı kadar hidrojen kullan
- Helyum 1.0 mL/dk → Hidrojen 0.4 mL/dk
Sıcaklık programını optimize et: Hidrojen daha hızlı → rampa hızını artırabilirsiniz
Retention time değişir: Yeniden kalibrasyon gerekir
Library match sorun olmaz: EI spektrumları aynı

7. SIM ve Full Scan arasındaki fark nedir? Hangisini seçmeliyim?

Full Scan (Tam Tarama):

Tanım: Belirli m/z aralığındaki tüm iyonlar taranır (örn: m/z 50-550)
Avantajları: ✅ Bilinmeyen bileşenleri tespit edebilir ✅ Library match mümkün ✅ Retrospektif data analizi (eski datayı yeniden işleyebilirsiniz)
Dezavantajları: ⚠ Düşük hassasiyet (her m/z için kısa dwell time) ⚠ Daha fazla gürültü (background)

SIM (Selected Ion Monitoring):

Tanım: Sadece belirli m/z değerleri izlenir (örn: m/z 314, 286, 258)
Avantajları: ✅ 10-100 kat daha hassas (her iyona daha uzun dwell time) ✅ Düşük background ✅ Düşük LOD/LOQ
Dezavantajları: ⚠ Sadece hedef bileşenler analiz edilir (bilinmeyenler kaçar) ⚠ Library match yapılamaz

Seçim Kriteri:

Full Scan Kullan:

Screening (tarama) analizlerinde
Bilinmeyen bileşenlerin tanımlanmasında
Araştırma ve geliştirme
Metabolomik, non-target screening

SIM Kullan:

Hedef kantitasyon (target quantitation)
Düşük konsantrasyon analizleri (ppb-ppt)
Regülatuar analizler (MRL kontrolü)
Rutin kalite kontrol

Hybrid Yaklaşım:

Önce Full Scan: Bileşenleri tanımla
Sonra SIM Metod Geliştir: Kantitasyon için optimize et

8. GC-MS'de "matrix effect" nedir ve nasıl minimize edilir?

Matrix Effect (Matriks Etkisi), numune matriksindeki diğer bileşenlerin (yağ, protein, tuz, vb.) hedef analitin sinyalini bastırması veya artırmasıdır.

Örnekler:

Yağlı gıda (zeytinyağı): Lipit co-extraction → kolon kirli → sinyal düşer
Yüksek tuz içeriği: İyonizasyon suppression
Co-elution: Başka bileşen aynı anda çıkıyor → sinyal artışı/azalışı

Minimize Etme Stratejileri:

1. Numune Temizleme (Clean-up):

SPE (Solid Phase Extraction)
QuEChERS dispersive SPE (PSA, C18, GCB)
Lipid removal sorbents

2. Matrix-Matched Calibration:

Kalibrasyon standartları, numune matriks ile hazırlanır
Örnek: Boş (blank) meyve suyu + pestisit standartları

3. Internal Standard (IS) Kullanımı:

Deuterated veya isotope-labeled standards
Matriks etkisini kompanse eder
Örnek: Pestisit analizi → Pestisit-d₅ IS

4. Standard Addition Method:

Numuneye bilinen miktarda standart ekle
Matriks etkisi her noktada aynı

5. Dilution (Seyreltme):

Matriks etkisini azaltır
Ancak hassasiyet düşer

9. GC-MS LOD ve LOQ nedir? Nasıl hesaplanır?

LOD (Limit of Detection): Tespit edilebilen en düşük konsantrasyon (ama hassas kantitasyon yapılamayabilir).

LOQ (Limit of Quantitation): Hassas kantitasyon yapılabilen en düşük konsantrasyon.

Hesaplama Yöntemleri:

A. Signal-to-Noise (S/N) Yöntemi:

LOD: S/N ≥ 3
LOQ: S/N ≥ 10

Prosedür:

Düşük konsantrasyon standardı enjekte et (örn: 0.01 mg/L)
Pik sinyali (S) ve baseline gürültüsü (N) ölç
S/N oranını hesapla
S/N = 3 olan konsantrasyonu bul → LOD
S/N = 10 olan konsantrasyonu bul → LOQ

Örnek:

0.01 mg/L standardı → S/N = 5
→ LOD = 0.01 × (3/5) = 0.006 mg/L
→ LOQ = 0.01 × (10/5) = 0.020 mg/L

B. Standart Sapma Yöntemi (ICH Q2):

LOD = 3.3 × (σ / S)
LOQ = 10 × (σ / S)

σ = Blank'in standart sapması (n=10)
S = Kalibrasyon eğrisinin eğimi

Prosedür:

Blank numune 10 kez analiz et
Baseline noise standart sapmasını (σ) hesapla
Kalibrasyon eğrisinin slope'unu (S) belirle
Formülleri uygula

10. GC-MS validasyonu nasıl yapılır?

GC-MS metod validasyonu, ICH Q2(R1), FDA, EPA, AOAC kılavuzlarına göre yapılır.

Validasyon Parametreleri:

1. Specificity (Seçicilik):

Hedef analitin, matriks ve diğer bileşenlerden ayırt edilebilmesi
Test: Blank, placebo, spiked sample karşılaştırması

2. Linearity (Doğrusallık):

Kabul Kriteri: R² ≥ 0.995, residuals <%15
Test: 5-7 konsantrasyon seviyesi, her biri 3 tekrar

3. Accuracy (Doğruluk / Recovery):

Kabul Kriteri: 80-120% recovery (genellikle 90-110%)
Test: Spiked sample, 3 farklı konsantrasyon (düşük, orta, yüksek), her biri n=3

4. Precision (Hassasiyet):

Repeatability (Gün içi): %RSD ≤ 10-15%
Intermediate Precision (Gün arası): %RSD ≤ 15-20%
Test: 6 tekrar, 3 gün

5. LOD ve LOQ:

S/N veya standart sapma yöntemi ile

6. Range (Çalışma Aralığı):

LOQ ile kalibrasyon üst sınırı arası
Örnek: 0.01-1.0 mg/L

7. Robustness (Sağlamlık):

Küçük değişikliklere karşı metod stabilitesi
Test: Sıcaklık (±2°C), akış (±0.1 mL/dk), kolon (farklı lot)

8. Stability (Stabilite):

Numune stabilitesi (oda sıcaklığı, buzdolabı, freeze-thaw)
Ekstrakt stabilitesi (autosampler'da 24-48 saat)

11. GC-MS ile hangi sektörlerde iş bulabilirim?

1. Gıda ve İçecek:

Pestisit, veteriner ilaç kalıntıları
Aroma profilleme
Sahtekarlık tespiti
Firmalar: Unilever, Coca-Cola QC labs, bağımsız test laboratuvarları

2. İlaç ve Farmasötik:

Residual solvent analizi
İmpurity profiling
Steroid analizi
Firmalar: Abdi İbrahim, Sanovel, Pfizer, ARGEM (TÜBITAK)

3. Çevre Analiz Laboratuvarları:

Hava, su, toprak VOC analizi
EPA/AB metod uyumlu analizler
Firmalar: SGS, Intertek, Bureau Veritas, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı labs

4. Forensik ve Adli Tıp:

Uyuşturucu analizi
Toksikoloji
Yanıcı madde analizi
Kuruluşlar: Adli Tıp Kurumu, Emniyet Kriminal Lab, özel forensik labs

5. Petrol ve Petrokimya:

Doğal gaz kompozisyon
Benzin/dizel analizi
Firmalar: TÜPRAŞ, BOTAŞ, Shell, BP R&D

6. Akademik Araştırma:

Üniversite laboratuvarları
TÜBITAK araştırma merkezleri
Pozisyonlar: Araştırma görevlisi, post-doc, lab teknisyeni

12. GC-MS eğitimi için hangi sertifika programlarına katılmalıyım?

Önerilen Eğitimler:

1. Temel GC-MS Operatörlüğü:

Süre: 3-5 gün
İçerik: Cihaz tanıtımı, numune hazırlama, temel analiz
Sağlayıcı: Cihaz firmaları (Agilent, Thermo, Shimadzu), Acadezone

2. İleri Seviye Metod Geliştirme:

Süre: 5-10 gün
İçerik: Metod optimizasyonu, troubleshooting, validasyon
Sağlayıcı: AIAG, AOAC, Acadezone

3. Uygulama Odaklı (Sektörel):

Gıda Analizi: Pestisit, VOC, FAME analizi
Çevre: EPA methods (8260, 8270)
Forensik: Toxicology, drug screening

4. Yazılım Eğitimleri:

Agilent MassHunter
Thermo TraceFinder
Shimadzu LabSolutions

Online Kaynaklar:

Restek Webinars: Ücretsiz GC-MS webinarları
Agilent Learning: Online kurslar
Chromacademy: Chromatography e-learning platform

Sonuç ve Öneriler

GC-MS, modern analitik kimyanın en güçlü araçlarından biridir ve gıda güvenliği, çevre analizi, ilaç testi, forensik bilim gibi kritik alanlarda vazgeçilmezdir. Uçucu ve yarı-uçucu organik bileşiklerin yüksek hassasiyet ve seçicilikte tanımlanması ve kantitasyonu için altın standarttır.

GC-MS Uzmanlığı İçin Öneriler:

Teorik Temeli Güçlendirin: Kromatografi prensipleri, kütle spektrometresi, iyon-molekül etkileşimleri
Pratik Deneyim Kazanın: Cihaz operatörlüğü, metod geliştirme, troubleshooting
Sektörel Uzmanlık: Gıda, çevre, ilaç gibi bir alanda derinleşin
Sürekli Öğrenin: Yeni teknikler (GC-MS/MS, GC-HRMS), regülasyonlar, yazılım güncellemeleri

Acadezone GC-MS Eğitim Programları ile:

Uygulamalı cihaz eğitimi (hands-on)
Gerçek numune analizleri
Metod geliştirme workshop'ları
Sertifika ve kariyer desteği

GC-MS uzmanlığı, analitik kimya kariyerinizde önemli bir rekabet avantajı sağlar ve yüksek katma değerli iş fırsatlarına kapı açar.

İleri Okuma ve Eğitimler:

Profesyonel Destek: Acadezone Laboratuvar Sertifika Programları - GC-MS Operatörlük Sertifikası, Metod Geliştirme ve İleri Analitik Kimya Eğitimleri