自动进样器工作原理

近些年，我国仪器仪表产业有一定的发展，但发展速度远远不能满足国民经济、科学研究、国防建设以及社会生活等各个方面日益增长的迫切需求，特别是许多关键零部件和配套设备,国外公司更是占有国内市场大部分份额｡ 值得庆幸的是，国内一些有识之士已经看到了关键配件的巨大市场，积极研发有自主知识产权的产品。 北京奥美泰克科技发展有限公司是由一批长期从事光机电一体化、软硬件和自动化等领域研究开发的海外归国人员创立的高科技公司。公司逐步消化吸收与引入国外成熟技术，开发国内急需的分析仪器类关键部件，“液相色谱自动进样器”是奥美泰克公司的第一个产品。该产品性能样机开发工作用时不到六个月，即全面实现设计要求，性能指标尤其是稳定性达到国外同类仪器的水平。近日，仪器信息网编辑(以下简称Instrument)走访了奥美泰克科技有限公司，与刘东先生、金鹤鸣先生就关于其自主研发的“自动进样器”的情况有一段访谈。刘东先生　　Instrument：刘先生，据我所知您在美国一直从事通讯、软硬件和自动化等领域研究开发工作，您当初从美国回来的时候，是怎么想到做自动进样器的呢?　　刘东先生：最初我们从美国回来的时候并没有想过要涉及自动控制领域。当时回国的目的很单纯，就是想把国外的成熟技术引进到中国市场，在此基础上开发出满足国内需要的新型实用产品。我以前是金总的部下，回国前向金总咨询了一下国内的情况，金总说国内现在是大好时机，只要有好的技术、好的项目都会有发展的。金总建议我们做分析仪器，直接利用我们在国外相关工作的经验和技术。通过了解发现自动进样器还是个空白，国家关于自动进样器的攻关项目几次都没有成功。根据我们的了解，自动进样器并不复杂，指标也不是很高，技术原理属于七十年代的产物。我们认为利用我们现有的技术积累，结合国内的需要，完全有信心在国内生产出高水平的自动进样器。　　在研发过程中，我们得到大连依利特的李彤博士、张庆和博士的大力支持，他们给我们介绍了很多关于液相色谱的知识和情况，在此，我们表示衷心的感谢。我们边开发边研究，终于将自动进样器研制成功了。　　金鹤鸣先生：我国仪器产业落后的问题之一就是自动化的问题，是我们落后于国际先进水平很重要的一个方面。自动进样器这个项目也是“十一五”攻关项目之一，确定“十一五”攻关计划前，通过我们的调研，发现影响国内分析仪器发展的几大问题中有一项就是关键部件的问题。当时张玉奎院士非常支持我们进行HPLC自动进样器的研发，并鼓励我们说：“国家已不缺少能在文献上发表文章的专家，但是需要大量能做出稳定、可靠仪器的工程技术人员”。我们写材料报到科技部时，关键部件已经引起了科技部的重视，所以我们很顺利的争取到了这个课题。自动进样器样机　　Instrument：自动进样器的研制历经多长时间?其研制成功后的销售、应用情况又是怎样的?　　刘东先生：自动进样器的研制从2005年10月份开始调研至2006年4月份第一台样机完成共历经七个月时间。我们将自动化这部分完成后，为配合液相色谱应用，我们请大连依利特的李彤博士给我们提意见，另外，张玉奎院士、刘虎威老师、张新荣老师等也给我们很多建议，对我们帮助很大。根据专家们的宝贵意见，我们将应用部分添加进自动进样器，于2007年的6月份全部完成。　　产品定型之后我们就着手考虑销售方面的问题，现在我们给温岭福立、普析通用做OEM配套。在应用方面，我们产品的指标并不比进口产品差。我们与温岭福立合作之前，他们已经在考虑用国外知名品牌的自动进样器，后来用我们的产品做了测试，发现我们的自动进样器指标比国外的还好一点，最后决定用我们的产品做配套。我们为福立做了OEM的样机，在BCEIA上也展出了。 现在他们在销售带有这种自动进样器的产品，而且使用的情况也很稳定。　　我们生产的自动进样器正在进行客户工作环境下每天24小时不间断的使用。其中中国农业大学的李重九老师的一台已经用了一年多了，李老师在使用过程中，在机器功能方面给我们提出了很多改进建议，对我们帮助很大，使我们改进后的自动进样器在应用方面更加方便用户，节省开支。像李老师这样的老专家 们，都是无私的在帮助我们，为我们出谋划策，他们都迫切的希望国产仪器能够迅速发展起来。　　从长远观点看，我们的自动进样器跟国外的产品价格相比会有很大优势。但在近期，我们使用的某些元器件(如：导轨、阀门等)还是进口产品。我们正在寻找国内适合的元器件生厂商，有一些在测试过程中，如果验证合适，我们会逐渐替代进口元器件。如果使用国内元器件并结合国内廉价的劳动力，这必然创造很大的价格优势。另外，我们的自动进样器的后续维护费用就便宜太多了，这是进口产品跟我们没办法比的。我们的产品的性能参数以及可靠性不比进口产品差，这是经过我们特殊方法验证的，我们用了60天的时间，平均一分钟进一针，一天24小时做，这就相当于正常情况下每半小时进一针的5年时间。也就是我们用两个月的时间来推算5年时间的产品稳定性，结果证明我们的产品质量及稳定性都不输给进口产品。新一代自动进样器　　Instrument：我很好奇，之前几次关于自动进样器的攻关计划都没有成功，而您的团队在这么短的时间内，就研制成功了品质不输进口产品的自动进样器，其中的奥秘是什么?您的团队有什么独到之处吗?　　金鹤鸣先生：刘东他们并不认为自动进样器非常复杂，我们也在考虑为什么别人做不出来，具体原因也不太容易解释清楚。据我分析，刘东他们具有很成熟的自动控制和软件技术的基础，可能他们认为成熟的技术，在别人看来还是陌生的，还需要时间达到成熟的阶段。　　现在国内的分析仪器技术来源是个大问题。我希望更多的像刘东他们这样的海外学子能够带着所学的先进技术回国报效，将自己的经验应用在国产仪器研发上，做出一番事业。我认为他们把国外成熟技术带到中国来，在这基础上进一步研发新技术，这应该是最快的发展途径。　　以前的国家攻关计划在自动进样器方面为什么没有成功，我也问过刘东，但他们不知道人家的研制过程，所以不敢下定论。我们也做课题研究，最后总结出一点就是系统设计能力，也就是一个课题最开始的设计思路，细节问题一定要考虑全面，不要小看细节，可能细微的差别就会导致不同的结果。刘东他们认为如何最合理的将软件、硬件、机件结合起来，统一分配指标，让每一部分都承担相应的工作，这是比较关键的工作。我觉得这方面的思考和设计是刘东他们的长处。他们拿到这个课题之后，能够充分的研究设计，利用他们已经掌握的成熟的技术应用于研发过程，所以很快就得到了很好的结果。　　刘东先生：仪器研发的过程会涉及到很多方面，不只是单独的某个方面好就可以。比如电路板，中国的电路板可以做的非常好。软件和机械部分也可以做的很精。但是要将这几大部分结合在一起，怎样实现最佳效果是关键。每个部分不一定都要做到最好，对于整个系统来说最稳定、最可靠就可以了。我们曾经跟一个研究所讨论，他们的设计思路有些问题，他们将仪器的每一部分分开由不同的人去开发，最后再将每部分合在一起。实际上他要实现的目的用一个闭环系统可以很容易实现，但是他们做成了三个开环，然后设计上要达到非常精细，结构要非常复杂才能达到他们想要的结果，这就导致研发过程非常吃力，成本还非常高。其实如果换个思路就能很容易实现，过程简单、省时省力。所以我强调设计思路要做的合理、稳定、可靠。研发小组讨论现场　　Instrument：您研发的自动进样器具有与其他品牌仪器的兼容性吗?　　刘东先生：从硬件来讲，我们的自动进样器与其他品牌的仪器能够百分百兼容，比如：我们的自动进样器与Waters、Agilent、Shimadzu、Thermo Fisher、SSI、Beckman等品牌的仪器都联接测试过，实践证明兼容性没有问题。在软件控制方面，随机带有我们自己的控制软件，这个控制软件可以实现对我们自动进样器的电脑反控。我们也在努力将我们的控制软件植入HPLC厂商的工作站中，因为大多数HPLC厂商不开放他们的工作站软件，将我们控制软件集成到他们工作站中，目前，还不是他们的主要任务。如果软件是开放式的，如Agilent的ZEChrom, 我们就可以自己将软件加进去。另外，还有一些专门提供独立工作站的厂家，现在，我们正与捷克的一个色谱工作站厂家合作，将我们的自动进样器程序集成到他们的工作站中，作为他们工作站的一部分了，他们的工作站可以控制多个厂家的仪器，这样软件兼容的问题就解决了。我们与国内的N2000工作站也有合作，现在他们将我们的自动进样器控制程序集成到他们的工作站中了，即将推出他的升级产品。　　我们的软件采用Active X结构，各个仪器厂家可以很快的实现与我们软件的整合。我们与普析通用公司的合作，就是只用了两周的时间完成了软件的整合，相比之下，国外知名OEM自动进样器的机器代码是一条条写的，控制上比较麻烦。我们的程序都是模块化的，这样就节省了调试程序的时间，减少了不必要的麻烦。　　国外产品是不可以改样式，而我们却可以根据厂家的要求量身定制自动进样器，并设计外观。我们跟温岭福立和普析通用合作的自动进样器就是根据他们仪器的式样设计的，外观风格都是统一的。办公室一角　　Instrument：贵公司现在的规模有多大?售后服务如何保障?对未来的发展又是如何规划的呢?　　刘东先生：我们现在的规模还比较小，目前年产能只是400台左右。宣传力度也不够，所以外界还不太知道我们有这么强的实力可以跟国外产品竞争。但随市场需要，我们可随时扩大生产规模。　　在售后服务方面我们并不担心，因为我们的自动进样器在用户24小时使用过程中，很少出现问题。其中有件很有意思的事情，一家制药企业用了一台我们的自动进样器，安装使用不久他们的仪器工作站突然无法调用以前存储的数据了，他们最先怀疑的就是我们自动进样器出问题，这可以理解，毕竟我们是新产品嘛。结果我们去检测时，发现是他的仪器工作站的使用方法有问题，工作站软件没有自检功能，数据出现二次覆盖，不是我们自动进样器的问题，后来我们与他们一起规范了工作站的使用方法。　　我们是仪器制造厂家，所有的元器件都有备件，我们的售后服务工程师，随时接受电话咨询解决简单的问题，如需上门服务，我们也会在24小时内作出安排。我们也在培训合作伙伴的维修人员，让仪器在最短的时间内得到维修。　　对于未来的发展方向，我们初步设想在自动进样器的基础上，利用这个平台再开发新产品。比如，我们正在与一家研究所谈合作开发一套样品前处理方法的项目。这家研究所在实验过程中，样品前处理柱前衍生的部分操作过于繁琐，需要花费很长的时间。当他们听说我们的自动进样器可以做自动柱前衍生时，他们兴奋不已，要求与我们共同开发一个方法。这个方法从原理上看是没有问题的，我们现在就要结合他们的应用去做相应的设计，如果开发成功了，将最大程度的解放他们的劳动力。而且手动做柱前衍生工作，实验结果的误差很难确定是操作误差还是样品本身的问题，如果用仪器自动完成这一套过程，就能够很好的排除这些问题。他们以前听说过国外有这样的产品可以实现自动化柱前衍生，但是非常贵，要几十万美金，很少有单位愿意花这么多钱在样品前处理上，所以他们认为如果能够用国产的方法实现，这方面的市场需求还是非常大的。刘东先生和金鹤鸣先生　　金鹤鸣先生：我觉得中国的分析仪器产业的发展应该是将大厂家的规模和小厂家的专业相结合，这是一个趋势。我们还是坚持小公司要做专的原则，我们希望和大公司合作。因为大公司有成熟的销售团队，市场大，用户广，也知道应用的方向在哪里，我们自身并不想建立销售团队，我们还是希望利用我们的平台，多做一些新的研发。大企业的产品线铺的很广，在开发新的配件方面做起来不是那么容易，所以我们愿意做他们的配角，我们开发自动进样器不单单是开发一个产品，而是开发了一个平台，利用这个平台可以做各种各样的功能，如果厂家提出其他的功能要求，我们可以很快实现，因为我们核心的技术已经很成熟了，只是样式以及软件方面的衔接根据需求不断改进。我希望能有更多的中西方技术交流，通过交流能够使我们的国产仪器得到发展。无论成功与否，我认为这都是非常有意义的事情。　　编者后记：奥美泰克的“液相色谱自动进样器”虽然不是高端大型仪器，但是通过它让我们看到了国产仪器发展的“希望之光”。正如“红花需要绿叶”，我们认为：国产仪器产业需要大量专业优质的配套厂商，不怕仪器小，只要能够做精、做专，小配件也能变成“聚宝盆”。我们衷心希望奥美泰克的产品能尽快被广大中国用户接受，我们期待中国仪器市场能多涌现出一批有自己知识产权的专业化的核心部件和配套产品的生产厂家！采访编辑：杨 旭

安捷伦科技公司推出新型气相色谱自动进样器　　具有新的速度、样品制备功能和灵活性　　2009年3月20日，北京—安捷伦科技公司(NYSE:A)今天推出了Agilent 7693A系列自动液体进样器，适用于安捷伦全线的台式气相色谱仪，并且极大地提升了液体自动进样器分析通量、灵活性、自动样品前处理能力。　　“分析实验室需要在不影响分析质量的前提下，在更短的时间分析更多的样品，安捷伦不断地以GC设计上的重大突破对此做出了响应，比较典型的实例是安捷伦的微板流路控制技术以及低热容气相色谱技术，这些技术都带来了分析效率的提高”安捷伦副总裁、气相色谱系统和流程自动化总经理Shanya Kane说，“我们今天的发布的新一代气相色谱液体自动进样器，就是安捷伦长期以来帮助气相色谱用户，使其仪器投资价值最大化的最新实例。”　　Agilent 7693A以全新的设计取代了行业领先的7683B，将帮助用户更快处理样品，并得到更好的数据。新ALS是模块式的，让用户可以配置其最需要的自动进样器—— 从一个带16位样品塔的基本进样器开始，可以根据需求的扩展不断增添新的功能。可选件包括，第二个进样塔、150位样品盘和样品管加热器/条码阅读器，适用于长时间无人执守操作。自校准的“即插即用”式进样器不用工具即可快速安装，可以从一个进样口移到另一个进样口，甚至可以在不同气相色谱仪之间交互使用，以适应工作量的变化，并方便进样口维护。　　速度和性能　　安捷伦独有的快速进样技术，速度是其它品牌液体自动进样器的两倍。进样时间不到100毫秒，最大限度地减少了样品降解和针头歧视效应。推杆的速度可以精确控制，真正实现大体积样品进样或复杂分析进样的优化。Agilent 7693A 针对气相色谱获得良好峰形和高度准确的数据进行了专门化设计。新进样器支持三明治进样，可以在进样前加入一定体积的内标和/或溶剂，全新的进样针的设计上能够将交叉污染降到最小，并延长了进样针的使用寿命。　　双进样器配置能够实现安捷伦独特的双通道同时进样功能，与单进样器ALS相比，样品通量提高了2倍，从而节省了大量时间。　　每个进样塔能放置最多16个样品，还可以容纳两个溶剂瓶和一个废液瓶。在使用样品瓶盘时，进样塔可以放置10个溶剂瓶和5个废液瓶，外加三个样品瓶转移位置。从而给样品处理带来了无可比拟的灵活性。　　新的样品盘上样品瓶放置系统有三排50个样品瓶的架子，共能容纳150个样品，比过去增加了50个。这些架子适合放入冰箱冷藏，并且非常节约空间。安捷伦还为7693A提供了全进样盘加热/冷却选件。　　自动化样品前处理　　为了使许多高通量分析流程(如环境分析、食品安全检测或药物质量控制等)效率更高，安捷伦提供了一个可选件加热器/混合器/条码阅读器，可以自动进行各种样品前处理，如制备高粘度或微溶样品。用户可通过简便易用的软件让仪器进行样品前处理操作，如添加衍生化试剂、加热样品瓶、加入第二种试剂，混合，然后将处理后的样品注入气相色谱系统。　　新的自动进样器的样品处理功能能够大量节省时间和人力，也消除了不同操作者之间可变因素的影响，消除因为样品前处理不同带来的重复操作。可以把溶剂消耗和废液减少90%，也减少了人员和溶剂的接触。　　如需了解有关新型Agilent 7693A系列ALS的其它信息，可访问www.agilent.com/chem/7693A。　　安捷伦长期致力于GC和GC/MS的创新开发，在制造耐用的仪器方面享有盛誉。安捷伦的前身，惠普公司，于1958年进入气相色谱市场，从那时起就一直是GC和GC/MS产品的领导者。1973年第一次引入微处理器控制，1975年推出世界第一台台式GC/MS系统。1996年，HP 5973推出石英镀金双曲面四极杆质量分析器，实现了仪器稳定性和性能上的突破。1999年安捷伦从惠普分离出来，直至今日，仍在GC和GC/MS的硬件和软件方面不断开拓创新。　　# # #　　关于安捷伦科技　　安捷伦科技(NYSE: A)是全球领先的测量公司，是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者，公司的19,000名员工在110多个国家为客户服务。在2008财政年度，安捷伦的业务净收入为58亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn http://agilent.instrument.com.cn/ 。

“100家国产仪器厂商”专题：访郑州克莱克特科学仪器有限公司　　为推动中国国产仪器的发展，了解中国国产仪器厂商的实际情况，促进自主创新，向广大用户介绍一批有特点的优秀国产仪器生产厂商，仪器信息网自2009年1月1日开始，启动“百家国产仪器厂商访问计划”。日前，仪器信息网工作人员走访参观了国内首台多功能气相色谱仪自动进样器制造商——郑州克莱克特科学仪器有限公司(以下简称“克莱克特公司”)，克莱克特公司梅建伟总经理、周河总工程师热情接待了仪器信息网到访人员。　　郑州克莱克特科学仪器有限公司属于我国科学仪器行业内的“年轻”企业，2009年1月1日，克莱克特公司的具有完全自主知识产权的国内首台多功能气相色谱仪自动进样器问世，引起业内相关专家与部分色谱仪器厂商的关注；2009年6月，投入600多万元在郑州高新开发区大学科技园购置固定资产及1400m2标准厂房，同年9月完成公司注册。　　仅仅一年时间，克莱克特公司的气相色谱仪自动进样器已经取得可喜的市场成绩：经过严格的测试与试验，国内著名色谱厂商-天美等第一批已经选购几十台自动进样器为其气相色谱仪作配套。克莱克特公司梅建伟总经理　　历经2年时间，克莱克特公司成功研制国内首台多功能气相色谱仪自动进样器　　梅建伟总经理谈到，“在参加2007年BCEIA之后，针对当时国内外分析仪器行业的发展情况，结合自身的优势，我们决定研发当时国内仍属空白的气相色谱自动进样器；经过近两年的努力，投入研发资金300多万，于2009年初研制出第一台样机，填补了气相色谱仪自动进样器在国内市场的空白，打破了国外自动进样器产品在国内市场的垄断局面。目前，我们已开发出AS-2901、AS-2902共2款的多功能自动进样器，在市场占据一定份额。”AS-2902多功能气相色谱仪自动进样器AS-2902自动进样器荣获“2009科学仪器优秀新产品”奖　　目前，国际上自动进样器的生厂家分为两类：一类是为自己的产品配套；另一类是专业生产自动进样器为其他厂家配套。如意大利的HTA和瑞士的CTC，HTA用的是转塔式，CTC用的是X、Y轴式，各有所长。　　“我们认为，自动进样器将会发展成为多种分析仪器标准配制的前处理设备，市场前景很广阔 要在这个领域占据绝对的‘地位’，我们将进一步加大在技术研发和市场拓展上的投入。”　　“相比国际同类产品，AS-2902自动进样器具有效率高、精度高、操作方便等优点，且价格仅为国外产品的一半”克莱克特公司周河总工程师　　周河总工强调，“我们的产品是针对全球市场开发的新型智能化高端进样器产品，可与各种气相色谱仪配套使用；相比国际同类产品，AS-2902自动进样器具有效率高、精度高、操作方便等优点，且价格仅为国外产品的一半。”　　针对AS-2902自动进样器的技术特点，周河总工谈到，“AS-2902自动进样器是为色谱分析中需要样品制备而研制的一种多功能自动进样装置，免去了繁杂的人工操作，提高了工作效率。”　　“这款仪器采用精密进口马达驱动，极大提高了分析样品的准确性及重复性；且各驱动部分带有编码反馈系统，实现实时监控，更加保证了仪器的稳定性；大尺寸的人机交互式界面(4.3寸触摸屏)，更易于操作；样品盘分为：15位、110位、120位三种，安装方便，自动确认。”仪器测试车间 数控机床 配件 模具克莱克特公司生产与测试车间掠影　　“自动进样器市场前景广阔，力争在2011年国内外市场的销量达到1000台左右；寻求国内外各色谱厂家及经销商合作”　　梅建伟总经理表示：“目前，公司的营销策略分为三部分：(1)国内主要气相色谱生产商的产品配套，(2)国内地区代理商培养，(3)国际市场的开拓。目前国内厂家有两家的OEM长期协议已签订；有几个厂家正在洽谈，国外客户也有几家在接触。”　　“根据目前掌握的资料，国内气相色谱年市场容量大约在10000台左右，其中，自动进样器的配置率还不及1%，且均为国外品牌；而国际市场上气相色谱自动进样器的配置率在30-40%。国内市场潜力很大，我公司围绕自动进样器将用5年的时间开发3-5款新产品；同时，力争在2011年国内外市场的销量达到1000台左右，在国内市场占有率保持第一，在国际市场具有一定的知名度。”合影留念（梅建伟总经理，右2；周河总工，左2）　　附录：郑州克莱克特科学仪器有限公司　　http://collect.instrument.com.cn　　http://www.collect-as.com/