气相法

pimg width="310" height="330" title="QQ截图20151103103317.jpg" style="width: 310px height: 330px float: left " alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/13989aad-1f89-4654-aa1f-2170af2df077.jpg"/　　strong编者注：/strong傅若农教授生于1930年，1953年毕业于北京大学化学系，而后一直在北京理工大学(原北京工业学院)从事教学与科研工作。1958年，傅若农教授开始带领学生初步进入吸附柱色谱和气相色谱的探索 1966到1976年文化大革命的后期，傅若农教授在干校劳动的间隙，系统地阅读并翻译了两本气相色谱启蒙书，从此进入其后半生一直从事的事业——色谱研究。傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家，见证了我国气相色谱研究的发展，为我国培养了众多色谱研究人才。此次仪器信息网特邀傅若农教授亲述气相色谱技术发展历史及趋势，以飨读者。/pp　　a href="http://www.instrument.com.cn/news/20140623/134647.shtml"span style="color: rgb(128, 0, 128) "第一讲：傅若农讲述气相色谱技术发展历史及趋势(1)/span/a/pp　　a href="http://www.instrument.com.cn/news/20140714/136528.shtml"span style="color: rgb(128, 0, 128) "第二讲：傅若农：从三家公司GC产品更迭看气相技术发展　/span/a/pp　span style="color: rgb(0, 0, 255) "　strong1、 我国气相色谱仪的发展脉络/strong/span/pp　　我国从上世纪50年代中期许多单位就开始了气相色谱法的研究和气相色谱仪的制造。/pp　　在上世纪50年代国家科委组成专题攻关组,采取专家与生产厂家相结合的方式，主要在中国科学院大连石油研究所(后称中科院大连化学物理研究所)以及石油部石油科学研究院、 化工部北京化工研究院等研究机构展开研究。/pp　　上世纪60年代初,北京分析仪器厂和北京化工研究院共同研制出我国首批商品化气相色谱仪——SP-02气相色谱仪，之后上海分析仪器厂也有商品化气相色谱仪问世。/pp　　上世纪70年代初,北京分析仪器厂生产的SP-2305和上海分析仪器厂生产的100型气相色谱仪已逾千台,在国内达到普及应用的程度。/pp　　上世纪80年代，北京分析仪器厂引进美国Varian公司(瓦里安，现气相产品线被布鲁克收购)的3700和3400系列气相色谱仪技术组装产品, 之后逐步提高国产化的程度, 先后推出3410、3420、3460等型号气相色谱仪。上海分析仪器厂则生产1001系列气相色谱仪,并组装HP公司(现安捷伦)的HP-5890-II系列气相色谱仪。/pp　　1997年，北京分析仪器厂和北京瑞利分析仪器有限公司合并组建成北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司，现在气相色谱仪产品有：SP2020、SP3400、SP3420A、SP2100A、SP2100等。/pp　　上海分析仪器厂和上海第三分析仪器厂重组整合为上海精密科学仪器有限公司，现上海仪电科学仪器股份有限公司。现在气相色谱仪产品有：GC122、GC112A、GC102M、GC102NJ/AF/AT、GC126、GC128等。/pp　　山东鲁南化工仪器厂始建于1969年，设计生产了SP-501、SP-502型气相色谱仪，有不少用户。它经多次更名，现在叫山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司，1998年以后，研制了SP-2000B、SP-6800A6、SP-6890型、SP-9890、SP-7890型气相色谱仪。/pp　　四川仪表九厂是1965年建立的，现为重庆川仪自动化股份有限公司，过去有SC 1001系列气相色谱仪，现有SC-2000、SC-6000气相色谱仪。/pp　　改革开放之后不断有民营企业加入到色谱仪研制、生产的行列，较早面向市场的是北京东西分析仪器有限公司(北京市东西电子技术研究所)，其成立于1988年，已成为中国高速成长的民营企业之一。2013年8月东西分析仪器有限公司收购了澳大利亚通用分析仪器制造商GBC,尝试探索一条新的国际化、多元化的发展道路。气相色谱产品有：GC4000系列、GC4400便携式光离子化气相色谱仪，以及自主研发的GC-MS3100型气相色谱-质谱联用仪。/pp　　1992成立的上海科创色谱仪器有限公司和1994年成立的上海天美科学仪器有限公司也都有不俗的表现。上海科创生产GC2002系列、GC900系列、GC9800(N)系列、GC9800系列、GC9900系列等气相色谱仪。上海天美的气相色谱仪产品有GC7700、GC7890、GC7900系列，上海天美的 GC 7980 气相色谱仪全部采用EPC(电子压力控制系统)控制气路，获得了2013年BCEIA金奖。/pp　　浙江温岭福立公司1998年建立，最初主要生产气相色谱仪零配件，1999年开始涉足科学仪器的整机研发、制造，并且逐步发展成初具规模的科学仪器制造企业。其气相色谱产品有：GC9790、GC9790‖、GC9790SD、GC9750、GC9710、GC9720。/pp　　进入21世纪一些非传统色谱仪生产厂家如北京普析通用仪器有限公司，以前主要生产光谱仪器，现在也涉足气相色谱仪的生产。另外一个异军突起的厂家是聚光科技(杭州)股份有限公司，也是非传统色谱仪生产厂家。他们自主研发的GC-2000型气相色谱仪，采用全电子气路控制技术，大屏幕彩色液晶显示屏，触屏控制，可进行方法编辑和仪器运行状态监控等操作，产品出口到伊朗，并自主研发微板气流控制装置，取得初步成功。/pp　span style="color: rgb(0, 0, 255) "strong　2、我国气相色谱仪厂家奋起赶上国际先近水平，志在高远/strong/span/pp　　据最近权威专家对我国气相色谱技术现状的总结：气相色谱技术已相对成熟，但是国内外相关仪器厂家仍然不断推出性能更稳定、功能更全面、自动化程度更高的气相色谱仪，特别是国产色谱仪的进步更加明显，据统计2013年气相色谱仪的国内市场需求已经超过10000台，国产气相色谱仪具有较高的市场占有率，气相色谱仪与各类质谱仪的联用日渐成为研究机构和法规实验室的常规手段。/pp　　气相色谱仪的发展相对稳定，近年来没有明显的技术突破。在2013年BCEIA展会上，温岭福立和上海天美都推出了带EPC控制的高端气相色谱仪，两款产品都实现了3个检测器、9个气路(空气、氢气、尾吹气)和3个进样器9个气路(载气、分流、隔膜吹扫)共18路气体的EPC控制，控制精度达到了0.01 psi(国外气相色谱仪的控制精度达到了0.001 psi)，上海天美的 GC 7980 气相色谱仪全部采用EPC控制气路，性能接近国际先进水平。这一款仪器通过自主研发的软件系统实现对仪器的完全控制，3路独立数字信号输出和3路模拟信号输出，3个模块化进样器可独立控温，具有10个独立控温区，主机可存储9个操作方法。/pp　　气相色谱仪具备EPC气路控制是现代气相色谱仪的必备条件，科技部在‘十一五’国家科技支撑项目“色谱仪器关键零部件的研制与开发”项目中进行了相关立项，由上海精科和温岭福立共同研发气相色谱仪的气体压力和流量电子控制部件。这两个单位在研制期间，做了大量研究设计工作，比如上海精科购买了测试设备，建立了电子流量/压力控制模块测试方法，并把研制过程撰写了论文，发表在《光学仪器》2011年第4期(8月)上。上海精科也成功开发具有专利技术的EPC，初步实现流量数字设置，传感器检测反馈和高速电子阀件的闭环控制，这一装置用在其型号为的GC128气相色谱仪上。/pp　　同时承担这一课题的温岭福立也把自己研发的EPC部件配置在高档气相色谱仪上，据我了解他们花了5年时间研发EPC，使用多国原器件进行对比研究，不断提升EPC的精度，目前已经可以达到0.001 psi。他们也自主研发了无阀气流切换的微流板技术，并把它用于中心切割的气相色谱分析，该技术已经在上海石化得到应用。/pp　span style="color: rgb(0, 0, 255) "strong　3、国产气相色谱仪曾为我国气相色谱的发展作出贡献/strong/span/pp　　近日网上新闻报道说有些单位拒绝购买国产仪器，我认为拒绝国产仪器是否正确要根据实际情况来看，不能说一定对与不对。根据我自己的经验和文献调查，我只能说国产气相色谱仪在我国的气相色谱发展中发挥了不可忽视的作用，立下了汗马功劳。下面用事实说明。/pp　　strong(一) 国产仪器解决生产实际问题：/strong/pp　　(1) 上世纪70-80年代生产第一线的分析检测大多是靠当时的国产仪器完成的。我举一个我亲身经历的例子。1975年上半年我们在山西一个化工厂办气相色谱培训班，为一线气相色谱操作工人做气相色谱的理论知识培训，当时这个厂主要是进行双基发射药和推进剂中硝化甘油(即三硝酸甘油酯，NG)等成分的定量测定，其中关键成分是NG的准确含量，它决定产品主要性能，在下一道工序进行之前必须得到它的确定数据。过去用化学分析方法费时费力，改用气相色谱法分析就很方便快速，但是在产品中NG的含量很高(25-40%)，而要求的精度是千分之三，NG超过130度就开始分解。就在这样的条件下分析员是使用当时北京分析仪器厂生产的 SP 2304 A气相色谱仪(当时是为石化部门分析聚合物原料中微量水设计的仪器)。这一仪器可以说很简单，色谱柱柱箱和热导检测器放在一个恒温箱中，开机后要2-3h 才可以使温度恒定，记录仪还是使用上海生产的工业控制用电子电位差计。就是在这样的仪器和条件下，尽量发挥人的能动性和智慧，分析员经过一个月的强化训练，能够达到配合大工业生产的要求。现在回想起来这是一件很了不起的事。/pp　　(2)第二个例子是我们实验室的经历。上世纪80年代初，我们上级机关所属的工厂要出口到德意志联邦共和国(西德)制造泡沫塑料的原料二硝基甲苯(DNT)，西德要求产品必须要提供DNT六个位置异构体含量数据，这就必须要使用毛细管气相色谱仪来完成，而当时的生产厂既没有仪器也没有方法。于是就让我们实验室来完成这一工作。/pp　　当时我们正是利用北京分析仪器厂的SP-2305E型气相色谱仪做研究工作。为了完成这一任务，我们请求北京分析仪器厂庞增义高工帮我设计并制作了毛细管柱接头，装在SP-2305E型气相色谱仪上，利用我们自己制备的玻璃毛细管柱，可以很好地进行毛细管色谱工作。为了能分析DNT六个异构体我们研究了多种不同固定相的毛细管柱，最后使用OV-225固定相涂渍的毛细管柱可以很好地分离DNT六个异构体，甚至用9m长的色谱柱也可以分离DNT所有6个异构体，最后把这一方法交给生产厂，为他们改装了SP-2305气相色谱仪，完成生产任务。(这一工作的论文发表在《高等学校化学学报》，1984，5(6)：839-841)。/pp　　(3) 第三个例子也是我们自己亲身经历的，我们承接了一个检测炸药厂废水中炸药的课题，我们也是使用北京分析仪器厂的 SP-2308气相色谱仪，以电子捕获检测器进行分析，使用北京分析仪器厂生产的OV-101毛细管色谱柱(21m x 0.25mm)，用外标法进行定量分析，圆满地完成了任务。(工作发表在《兵工学报》，1987，(4)：37-43)。/pp　　strong(二) 使用国产仪器进行高质量气相色谱的科学研究/strong/pp　　我统计了《色谱杂志》1984年到1988年5年里发表气相色谱研究的文章中所使用国产仪器和进口仪器的比例，见下表1。/pp style="text-align: center "strong表1 1984-1988年《色谱》杂志发表193篇气相色谱文章所用气相色谱仪的统计/strong/pp style="text-align: center "strongimg width="567" height="301" style="width: 567px height: 301px " alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/2014811162013.jpg"//strong/pp　　从上表看出气相色谱研究中国产仪器占一半多一些，其中主要是北京分析仪器厂和上海分析仪器厂的产品。国外进口仪器主要是日本岛津的产品。/pp　　从这些文章中可以发现不乏有很多开创性论文是使用国产仪器完成的，例如：/pp　　(1) 《色谱》1988，6(8)：129是石油化工科学研究院陆婉珍院士研究组发表的“新型氧化铝填充毛细管色谱柱”的研究。这一工作实现了炼厂气中C1～C6的全部分离的开创性研究，这种色谱柱的保留值重复性好，柱负荷大，制备简单，寿命长。/pp　　(2)《色谱》1985，3(7)：121是中科院大连化学物理研究所张乐丰先生等的文章，他们用上海分析仪器厂的102G 气相色谱仪与Nicolt 7199 傅立叶变换红外光谱仪联用，进行GC-FTIR 有关重建色谱图中各类化合物的响应特征的研究。这在当时是难能可贵的研究工作。/pp　　(3)《色谱》1988，6(4)：227 是吉林化学工业公司研究院顾蕙祥老师等用石墨化炭黑固定相分析合成甲基叔丁基醚的反应产物。这是他们在研制石墨化炭黑固定相过程中的一篇应用性论文，研制石墨化炭黑固定相在当时是一项很有意义的工作。/pp　　(4)《色谱》1988，6(4)：179，南开大学元素所王琴孙先生等利用国产 SP-2305 气相色谱仪进行农药微量的残留量分析方法研究，这在现在来看似乎是不可思议的。/pp　　这些例证说明当年在我国经济状况比较紧迫时，国产气相色谱仪为我们的生产和科研做出了历史性贡献。/pp　　span style="color: rgb(0, 0, 255) "strong4、国产气相色谱仪近几年的状况/strong/span/pp　　尽管国产气相色谱仪近几年有长足的进展，有些公司的产品已经和国外仪器的主要性能接近，但是总体的稳定性、耐用性、可靠性方面还有待进一步提高，人们对国产仪器的信任度还有待提高。此外，近年国家经济好转，一些大的研究单位和法定检测部门的科研经费充裕，为了保证检测数据和研究结果的可靠、可信、快速，在购置气相色谱仪时，自然首选进口仪器。不过还是有许多基层单位在大量使用国产气相色谱仪，据相关机构的调查和气相色谱仪生产厂家的销售记录，有大量国产气相色谱仪产品在出售。/pp　　不过一些科学研究和大的法定测试部门所发表的论文大都使用进口仪器。我统计了在国内期刊上发表的775篇重要的GC论文，所使用的GC和GC/MS仪器 (2009年全年，2010年1-10月)，结果表明使用最多的是安捷伦公司的气相色谱仪(6890 GC， 7890 GC和6890 GC-5973 MS，6890 GC-5975 MS，7890 GC-5973 MS，7890 GC-5975 MS)，第二位的是日本岛津公司的气相色谱仪 第三位是赛默飞世尔的气相色谱仪。使用国产仪器的只有1.5%。/pp　　此外，根据仪器信息网在气相色谱板块进行的气相色谱仪使用品牌调查(2011年8月-2012年12月，有效样本325个)显示，参与调查的用户中约26.7%用户使用国产气相色谱仪(见下图1)。/pp style="text-align: center "strong图1 仪器信息网气相色谱仪品牌调查调查结果（2011年8月-2012年12月）/strong/pp style="text-align: center "strongimg width="730" height="471" style="width: 559px height: 409px " alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201481116305.gif"//strong/pp 　　span style="color: rgb(0, 0, 255) "strong小结/strong/span/pp　　国产气相色谱仪的厂家过去为我国气相色谱的发展作出了很大贡献，希望再接再厉，做大做强，尽快制造出全面赶上国际先进水平，可靠、耐用、皮实的气相色谱仪。希望气相色谱仪的用户在满足使用要求的情况下优先选用国产气相色谱仪。希望国家制定鼓励、支持国产仪器行业发展的政策，使国产仪器早日超越PAS(PerkinElmer、Agilent、Shimadzu)。下一章，我将为大家讲述气相色谱技术核心——气相色谱固定相的前世今生。（span style="color: rgb(0, 0, 255) "未完待续/span）/pp注：本稿在写作过程中得到了中国分析测试协会汪正范研究员的帮助,在此表示感谢。/pp style="text-align: right "（作者：北京理工大学傅若农教授）/pp　/p

近日，中国国家标准化管理委员会公布《2022年第21号中国国家标准公告》，共544项推荐性国家标准和4项国家标准修改单。本次公布的中国国家标准涉及化工、材料、临床检测、化学、化工、环境、植物、食品等各个领域，检测方法涉及滴定法、红外吸收法、等离子体原子发射光谱法、γ能谱分析、辉光放电质谱法、气相色谱法、细胞计数法、透射电镜、二次离子质谱法、离子色谱法等。以下是部分与科学仪器及分析检测相关的标准：　　纺织品 定量化学分析 第4部分：某些蛋白质纤维与某些其他纤维的混合物(次氯酸盐法），　　炭黑 第29部分：溶剂可萃取物的测定，　　锰铁、锰硅合金、氮化锰铁和金属锰 硫含量的测定 红外线吸收法和燃烧中和滴定法，　　饲料中粗纤维的含量测定，　　金精矿化学分析方法 第7部分：铁量的测定，　　金精矿化学分析方法 第8部分：铁量的测定，　　稀土金属及其氧化物中非稀土杂质化学分析方法 第1部分：碳、硫量的测定 高频-红外吸收法，　　表面活性剂 工业烷烃磺酸盐 总烷烃磺酸盐含量的测定，　　锆及锆合金化学分析方法 第26部分：合金及杂质元素的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法，　　环境及生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法，　　塑料 差示扫描量热法(DSC) 第5部分: 特征反应曲线温度、时间，　　反应焓和转化率的测定，　　金矿石化学分析方法 第7部分：铁量的测定，　　金矿石化学分析方法 第8部分：硫量的测定，　　皮革和毛皮 化学试验 游离脂肪酸的测定，　　纺织品 非织造布试验方法 第102部分：拉伸弹性的测定，　　稀土铁合金化学分析方法 第1部分：稀土总量的测定，　　稀土铁合金化学分析方法 第2部分：稀土杂质含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法，　　稀土铁合金化学分析方法 第3部分：钙、镁、铝、镍、锰量的测 定 电感耦合等离子体发射光谱法，　　稀土铁合金化学分析方法 第4部分：铁量的测定 重铬酸钾滴定法，　　稀土铁合金化学分析方法 第5部分：氧含量的测定 脉冲-红外吸收法，　　塑料 动态力学性能的测定 第11部分: 玻璃化转变温度，　　金属锗化学分析方法 第3部分:痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法，　　直接还原铁 金属铁含量的测定 溴-甲醇滴定法，　　硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测定 第7部分：邵氏硬度法测定胶辊的表观硬度，　　硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测定 第8部分：赵氏硬度（P&J)法测定胶辊的表观硬度，　　塑料 环氧树脂 差示扫描量热法（DSC）测定交联环氧树脂交联度，　　橡胶中镁含量的测定 原子吸收光谱法　　生胶和硫化胶 用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定金属含量　　橡胶 全硫含量的测定 离子色谱法　　颗粒 激光粒度分析仪 技术要求　　色漆和清漆 涂料中水分含量的测定 气相色谱法　　摄影 冲洗废液 氨态氮含量的测定 (微扩散法)　　摄影 冲洗废液 氨态氮总含量的测定 (微扩散凯氏氮法)　　生物技术 细胞计数 第1部分：细胞计数方法通则　　生物技术 核酸靶序列定量方法的性能评价要求 qPCR法和dPCR法　　分子体外诊断检验 冷冻组织检验前过程的规范 第1部分：分离RNA　　分子体外诊断检验 冷冻组织检验前过程的规范 第2部分：分离蛋白质　　农产品中生氰糖苷的测定 液相色谱-串联质谱法　　木薯叶片中黄酮醇的测定 高效液相色谱法　　生橡胶 毛细管气相色谱测定残留单体和其他挥发性低分子量化合物 热脱附（动态顶空）法　　皮革 化学试验 热老化条件下六价铬含量的测定　　皮革 色牢度试验 耐汗渍色牢度　　海洋石油勘探开发钻井泥浆和钻屑中铜、铅、锌、镉、铬的测定 微波消解-电感耦合等离子体质谱法　　纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量 透射电镜图像法　　分子体外诊断检验 福尔马林固定及石蜡包埋组织检验前过程的规范 第1部分：分离RNA　　分子体外诊断检验 福尔马林固定及石蜡包埋组织检验前过程的规范 第2部分：分离蛋白质　　分子体外诊断检验 福尔马林固定及石蜡包埋组织检验前过程的规范 第3部分：分离DNA　　纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 Gakushin法　　表面活性剂 环氧丙烷聚合型表面活性剂中游离环氧丙烷的测定 气相色谱法　　纳米技术 石墨烯粉体中金属杂质的测定 电感耦合等离子体质谱法　　纳米技术 [60]/[70]富勒烯纯度的测定 高效液相色谱法　　土壤、水系沉积物 碘、溴含量的测定 半熔-电感耦合等离子体质谱法　　铬铒共掺钇钪镓石榴石晶体光学及激光性能测量方法　　金属及其他无机覆盖层 热障涂层耐热循环与热冲击性能测试方法　　金属及其他无机覆盖层 温度梯度下热障涂层热循环试验方法　　锆化合物化学分析方法 钙、铪、钛、钠、铁、铬、镉、锌、锰、铜、镍、铅含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法　　氮化铝材料中痕量元素（镁、镓）含量及分布的测定 二次离子质谱法　　硬质合金 总碳量的测定 高频燃烧红外吸收法/热导法　　氮化硅粉体中氟离子和氯离子含量的测定 离子色谱法　　硫化橡胶 热拉伸应力的测定

发布：液相色谱脱气创新技术新一代技术让HPLC脱气可控CarlSims,首席科学家,IDEXHealth&Science600ParkCourt,RohnertPark,CA94928 csims@idexcorp.com近年来，围绕着分析领域的技术和仪器优化的基本研究之外，分析实验的每个领域都需要采用现代管理和生产流程。基于QbD（质量源于设计）理念的方法越来越多，并且需要进行主动生命周期管理；实验室中的大多数仪器-例如从高端液质联用（HPLC-MS）系统到较简单的离心机、天平和泵，都集成至控制软件和实验室管理工具中。目标都集中在：可重复/可验证的性能，效率最大化，经济的运营方式，以及越来越被重视的环保意识。这种变化的结果是，随着分析仪和实验室设备的更新，可以引入支持这一转变的分析领域的技术创新的新模型。在本文中，我们将研究HPLC装置的重要组成部分，即脱气机，该装置迄今仍未满足当今的趋势。我们呈上多年开发过程的研究成果，以重新评估此关键部件的设计，性能和可控性，并重点介绍新型通用型平面薄膜脱气机的数据。这项新技术通过允许用户为任何HPLC系统或方法选择和控制固定的脱气效率，从而将重点从“恒定真空”转移到“恒定性能”。脱气技术的背景减少HPLC流动相中的溶解空气量会对系统流速和流动相组成的稳定性产生重大影响。低压混合HPLC泵仅依靠溶剂进入泵，在从比例阀转移到入口单向阀的过程中，发生的任何气体析出都会导致多种类型的错误。首先，会发生组分错误，因为传输线中的体积包含了空气，并不完全是流动相。随着传输线中气泡的伸展扩张，混合物的精度会继续下降。最后，进入泵的气泡可能会干扰入口单向阀，从而使泵无法将全部体积的流动相输送到色谱柱，而是将一部分移回比例阀。此外，在将流动相输送到色谱柱之前，泵也会将所有气泡压缩到系统压力。在高压混合HPLC系统中，溶解的气体会影响入口单向阀的操作，它会由于气蚀而形成微气泡。与低压混合HPLC泵一样，气泡会导致流量不正确，从而影响保留时间。根据检测器的类型和对流量的敏感性，这种波动的流量还会增加检测器中的系统噪音。因此，溶解的空气影响分离的准确性和分离度，以及可靠地鉴定色谱柱上已分离化合物的能力。所以，长期以来，基本上所有的HPLC系统都包括某种形式的脱气，从真空脱气，氦气鼓泡，超声处理到采用膜技术（包括PTFE膜和Teflon™ AF）的在线方法。当今的HPLC系统具有两种流动相混合装置之一：要么在溶剂进入泵之前就对其进行混合（低压混合）；或者，流动相混合发生在泵之后但进样阀之前（高压混合）。在这两种情况下，对流动相混合物及其组分进行有效的在线真空脱气有助于避免色谱问题。1975年，Tokunaga发表了数据集，该数据集为HPLC溶剂混合物的脱气奠定了基础[1]。他确定了氧气在各种醇-水混合物中的溶解度的奥斯特瓦尔德系数，并演示了为防止气泡形成混合物需要脱气的程度。这篇开创性的论文为当今大多数实验室日常使用的基于管式的脱气系统的开发奠定了基础。图1绘制了Tokunaga的数据，并以HPLC系统将流动相混合为体积百分比的方式重新计算。上方的实心红色线和奥斯特瓦尔德系数的线之间的差值的代表混合物中溶解的空气过饱和度。还展示了通过脱气减少空气量的三条示例曲线。图1.Tokunaga1975年论文的数据，以体积％重新计算，显示了脱气对混合物中溶解空气过饱和度的影响。根据该数据，在大气条件下，不会析出气体的混合物中空气的实际浓度为38％，这是大多数脱气机设计要达到的目标（在特定仪表设计要求的流量和应用真空条件下）。挑战当前的做法今天，通常使用的在线脱气机使用管状Teflon™ AF或聚四氟乙烯（PTFE）膜。根据亨利定律，道尔顿定律和拉乌尔定律，它们允许空气通过膜脱离流动相。在恒定真空度下运行时，它们在低流速下更有效地从流动相中除去空气，而在高流速下则较少。这与在管子内的驻留时间相关。溶剂分子也可能从流动相移动到膜的真空侧。这种现象被称为渗透蒸发，在某些情况下以及某些HPLC方法学中，这可以明显改变流动相的浓度。这是因为当真空固定在低于溶剂蒸气压的压力下时，泵将持续除去溶解的空气和溶剂蒸气。只要泵处于活动状态，溶剂供应瓶就会补充系统，并将溶剂蒸气泵入大气。因此，期望使用脱气机的真空侧来控制渗透蒸发，将压力设置为尽可能高而不会达到在HPLC系统中将发生气体析出的点。这会影响泵和入口单向阀的效率，并可能导致流动相组成和泵系统流速不准确，由于定量和鉴定问题，可能导致方法失败。新一代脱气技术任何新的脱气方法的理想设计特点应包括：流量限制比基于管式的脱气机低外形小巧，没有内部管件泄漏最低真空体积以限制挥发物的初始渗透蒸发恒定流阻，与施加的真空无关在可能的最高压力下对流动相进行脱气，而不会使流动相变得过饱和。在此称为“高压脱气”，该技术减少或消除了溶剂蒸气向实验室空气的排放。脱气机已集成到HPLC系统控制软件中，可实现真空的智能控制，以确保提高脱气效率。此外，该脱气机的普适性（视HPLC系统的类型而定，流速范围高达10mL/min并兼容所有常见溶剂，包括六氟异丙醇）将是一个显著的优势。现在，平面薄膜以及专用的真空泵控制算法可以实现这些目标。图2显示了新型平面薄膜脱气机的示意图。这是一个简单的设计，可直接在低压和高压混合HPLC系统中应用（图3）。该设计使产品具有最少的配件和连接。其高效膜具有足够的表面积，可用于分析型的HPLC系统中的溶剂脱气（最高10mL/min流速）。独特的流道布局在泵的入口单向阀之前提供了较低的流体阻力。与之配套的真空控制算法可将其集成到分离方法控制协议中，并允许为任何HPLC系统选择给定的脱气效率。真空压力可以调高或调低，以达到准确的HPLC方法规范的需求。简化的界面依据HPLC分离方法的流速和所需脱气效率，并将真空调节到高效脱气的尽可能的最高压力。该方法可防止溶解的空气过饱和，同时抑制渗透蒸发和流动相浓度变化。流阻是恒定的，与施加的真空无关。图2.新颖的流道设计，薄液膜流过脱气膜。图3.集成到通用低压（左）和高压（右）HPLC系统中的新型脱气机在实践中对新脱气机/控制算法的初步评估已产生了一些令人鼓舞的数据，并就可用性提出了积极的报告。为了表征脱气机，通过运行高效液相色谱分离得到了性能与应用真空度的数学模型，并将其存储在脱气机控制器或HPLC控制系统中。第一步，是使用210纳米（nm）或215nm下的甲醇-氧气电荷转移络合物来测定不同流速和应用真空下的脱气腔的效率。图4显示了在四个不同真空压力下效率与流速的关系。请注意，在50mmHg下有30％的残留空气（效率为70％）时的最大流速约为2.5mL/min。这足以对高达5mL/min的梯度或任何等度流动相进行脱气，并且由于需要62％的效率（38％的残留空气，图1）来防止气体析出，因此配备此脱气器的HPLC系统在50mmHg的压力下，可以预期使用高达7mL/min流速的方法而不会出现气泡。图4.特征曲线显示了在四个不同真空度下薄膜脱气机的效率与流速的关系后续步骤绘制了每种流速的效率与真空度的关系曲线，并使用所需的效率和流速来求解效率-真空曲线方程式。每条曲线的公式将流速与输出真空水平联系起来，这样，一旦对脱气腔进行了表征，施加到脱气机上的真空水平就是该方法所需效率和流速的函数。然后可以使用真空控制来调节脱气性能，以覆盖HPLC系统的整个性能范围。因此，可以在任何流速下维持流动相最小的浓度变化（或渗透蒸发）始终确保目标脱气效率。图5显示了比较平面薄膜和管式系统的脱气效率的实验数据。值得注意的是，真空水平明显不同，但是新型薄膜脱气机的性能在所需的流速（1mL/min）和效率（70％）上与管式脱气机相匹配。这说明任何脱气器都可以被表征，然后可以将所得数据集用于根据效率和方法流速的输入来控制真空脱气系统。图5.在50mmHg真空下，与标准的18英寸管式脱气机相比，在1mL/min时的预计真空水平效率为70％。1mL/min流速下70%的效率时的预测真空度与标准18英寸管式脱气机在50毫米汞柱真空下的对比。展望未来总而言之，与在恒定真空下进行脱气相比，此处描述的平面薄膜脱气机及其配套控制算法的发展为色谱工作者提供了更高的脱气性能。这些好处不仅将提高脱气效率，而且最重要的是，将提高方法的可重复性，实验室熟练度和生产率。您可以点击https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101586/，获取相关产品信息。或者给我们400-860-5168转1586留言，了解更多最新的技术。参考文献：TokanugaJ(1975)solubilitiesofoxygen,nitrogenandcarbondioxideinaqueousalcoholsolutions,JChemEngData,20(1):41-46关于作者CarlSims是IDEXHealth＆Science的首席科学家，专注于HPLC系统的膜脱气，流体光学和UPLC阀门的研究。在仪器领域拥有47年的化学经验，他已获得52项美国专利，以及150项外国专利，主要集中在HPLC，离子色谱，TeflonAF光学以及早期职业生涯的DNA合成领域。Carl是名海军退伍军人，拥有科罗拉多州杜兰戈市FortLewis学院的化学学士学位和亚利桑那州弗拉格斯塔夫的北亚利桑那大学的化学硕士学位。关于IDEXHealth&Science,LLCIDEXHealth&Science是在生命科学领域里流控和光学方面的权威专家。我们赋予客户三重优势，即借助我们的产品、人员和工程专业知识为您的光学和流路系统带来新的活力。IDEXHealth&Science提供完整的生命科学仪器研发的革新技术，用于分析仪器、临床诊断以及生物技术的应用。凭借行业内全面且先进的产品系列和工程能力，IDEXHealth&Science参与到客户的需求中，提供最具生命力的解决方案，逐步成为光学及流控专家。可提供的产品有：连接件、阀门、泵、脱气机、空柱管、多岐管板、耗材、集成的流控组件、滤镜、镜头、快门，激光源，光引擎以及集成的光学组件。