氣相色譜儀在石油、化工、生物化學、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)、環(huán)保等方面應用很廣。它除用于定量和定性分析外,還能測定樣品在固定相上的分配系數(shù)、活度系數(shù)、分子量和比表面積等物理化學常數(shù)。早期實驗室研究期間的氣相色譜儀幾乎與電子技術毫不相干:其色譜柱的加熱依賴于某些溶劑的恒定沸點,柱被安置在溶劑的蒸氣浴中以保持恒定溫度;當時檢出柱中樣品流出物(分離后的組分)的器件是精密的天平(被稱作質量檢測器)、氣體定量管(稱作體積檢測器)或微量自動滴定裝置(稱作滴定檢測器)。隨后對氣相色譜儀研究的發(fā)展,為我國培養(yǎng)了眾多色譜研究人才。下面氣相色譜儀廠家山東譜析就淺談一下氣相色譜發(fā)展歷程。
                              氣相色譜儀技術發(fā)展歷史及趨勢-氣相色譜儀廠家_國產氣相色譜儀_白酒分析氣相色譜儀-山東譜析科學儀器有限公司
一、氣相色譜伴隨和促進科技革命的發(fā)展
 
16世紀以來,世界科技大致發(fā)生了五次革命(兩次科學革命和三次技術革命),包括近代物理學誕生、蒸汽機和機械革命、電力和運輸革命、相對論和量子信息化革命等,近幾年國內外對第六次科技革命的核心內涵正在討論探索之中,沒有達成共識。 徐光憲院士認為第六次科技革命的核心內涵必須解決當前中國和世界的迫切問題,緩解世界經濟危機,使各國都走上健康的發(fā)展道路。目前大致有14個問題值得我們特別關注:
(1)徹底改造污染環(huán)境的化工廠,建立綠色化學和化工以及冶金企業(yè)。
(2)現(xiàn)在的化工原料主要來自石油或煤炭(利用煤焦油或電石)。因為它們也作為能源燃料使用,如果維持現(xiàn)在的消耗速度,世界的石油資源將在幾十年內耗竭,煤炭資源在一二百年內耗竭。
(3)溫室氣體二氧化碳的減少排放問題,即少用煤和石油,大力發(fā)展節(jié)能材料和新能源,如稀土節(jié)能燈,利用稀土材料做發(fā)電機的風能,利用稀土光電轉換材料的太陽能,利用釷的核能等。
(4)不可再生、不能取代的稀土等礦產資源的節(jié)約高效開采,保護環(huán)境和綜合利用。開發(fā)從廢品中回收稀土的技術,避免浪費和快速耗竭稀土以及其他不可再生的戰(zhàn)略礦產資源。
(5)淡水資源節(jié)約利用和海水的高效、低成本淡化問題。
(6)高新技術材料的研發(fā)和合成問題。
(7)海洋和太空資源(例如海底的可燃冰和月球上大量的He-3核聚變能源)的開發(fā)利用問題。
(8)人類的健康和新藥物、新醫(yī)學以及人工器官的研發(fā)問題。人工生命的合成,使化學與生物學互相連接的問題。研究合成直接導向病灶的靶點藥物,大幅降低藥物的副作用。
(9)人工合成固氮酶,使水稻、小麥等非豆科植物,也能利用空氣中的氮,不必使用氮肥,或用生物科技新技術培養(yǎng)含有固氮酶的非豆科植物,引發(fā)農業(yè)科學技術的革命。
(10)研究光合作用的基本原理,找出光合作用的催化機理,提高太陽能的利用效益,有可能引發(fā)農業(yè)技術的革命。
(11)天氣預報、地震預報、臺風預報,以及其他自然和人為災難的預防和急救問題。
(12)軍事科學技術問題。中國要呼吁世界和平,必須有先進的軍事科學技術,才有維護世界和平的發(fā)言權。世界上主要國家的軍力必須平衡,才能制止第三次世界大戰(zhàn)。
(13)和平科學的理論和實踐問題。20世紀發(fā)生了兩次世界大戰(zhàn)和不斷的局部戰(zhàn)爭,21世紀必須避免第三次世界大戰(zhàn),因為如果發(fā)生,那將是毀滅一半人類的核大戰(zhàn)。所以必須研究和平科學的理論和實踐。
(14)研究世界人口的節(jié)制和優(yōu)生優(yōu)育問題,研究中國和世界各國人民和諧相處,共同富裕、共同幸福的理論和實踐。
并且認為大化學(廣義分子科學)革命與上述14個世界迫切需要解決問題的前10個問題密切相關。
大化學的支柱之一是分析測試,而在分析測試技術中,色譜和與其相聯(lián)用的檢測技術又是關鍵性重要領域,所以它們必然是第六次科技革命的進程中重要工具,實際上近年色譜和與其相聯(lián)用的檢測技術在不斷發(fā)展,以適應各個領域的需要。
 
二、氣相色譜技術初期的發(fā)展
 
氣相色譜是色譜領域中發(fā)展較早、相當成熟的技術,由于它是快速、簡易、相對便宜而又重復性好的分析方法,可以分析各種基質中的成分,如石油石化產品、環(huán)境污染物、藥物、食品等等,而且由于氣相色譜所固有的高分離效率以及可以和各種靈敏的、選擇性好的檢測器相連接,所以配備各種檢測器的氣相色譜儀成為各個領域成分鑒定、分析不可或缺的工具。色譜學的發(fā)展是伴隨著科技革命,而又促進科技革命的發(fā)展進程。
第三次科技革命(20世紀四五十年代)發(fā)生在二戰(zhàn)后,資本主義推行福利制度與國家壟斷資本主義,政局穩(wěn)定。20世紀初科學理論的重大突破和一定的物質、技術基礎的形成,出現(xiàn)了對石油、人工合成材料、分子生物學和遺傳工程等高新技術的需求,人們在研究這些復雜物質混合物時,就需要把他們分離開來考察其性能,因而必然要發(fā)展各種分離技術,而色譜是分離技術中效率最高的一類方法,所以在上世紀四十年代末五十年代初誕生了以氣體為流動相,液體或固體為固定相的氣相色譜,1955年PerkinElmer公司開發(fā)出第一臺氣相色譜儀。而第一臺氣相色譜儀的誕生有一個傳奇的故事。
在 1953-1954 年間,PerkinElmer公司的代表首次聽到氣相色譜先驅者A.T. James 和 A.J.P. Martin在英國倫敦British Medical Council實驗室,以及 C.S.G.Phillips在牛津大學所進行的GC研究工作。隨后訪問了他們的實驗室,學習了這一新技術的原理,以這一信息為基礎,在位于美國康涅狄格州Norwalk的公司總部啟動了研究開發(fā)這一儀器的計劃,最終在 1955 年推出了世界上第一臺商品化氣相色譜儀 Model 154 Vapor Fractometer (Model 154 氣相色譜儀)。
在當時,這一儀器的主要特點是:使用了空氣恒溫器(“柱箱”),可以使分離色譜柱在室溫和150 °C之間保持恒溫,有一個快速蒸發(fā)器,可以用注射器通過橡膠隔墊把液體和氣體樣品送到載氣里,以及使用熱敏型熱導檢測器。同時,PerkinElmer提供了具有廣泛分離能力的標準色譜柱,從而可以讓儀器成功地分析各種樣品。這一儀器立即獲得了成功,在美國分析化學雜志(Analytical Chemistry,AC)的社論里對其評價為:“是一個自動分析的輝煌典范”,它得到的色譜圖“賞心悅目”。在儀器推出之后不久,PerkinElmer 公司出版了一本簡單的小冊子,解釋氣相色譜的原理和如何選擇操作參數(shù)。AC在新的一期社論里贊美這一小冊子,把它稱做“一個簡短而信息充實的概要”,幫助“傳播科學技術知識”。自然,在推出 Model 154 以后,PerkinElmer的研究和開發(fā)工作并沒有停息,在1956年初又推出一個改進的型號,即Model 154-B,在這一新型號儀器上使用溫度提高到225 °C,并可選擇旋轉閥和各種定量進樣管,用于氣體的進樣。這一措施十分引人注目,現(xiàn)在眾多公司提供的多端口進樣和切換閥設計都可以追溯到這一個閥的設計上。
 
三、國內氣相色譜初期(上世紀50到60年代)的發(fā)展歷程
 
新中國建立后百廢待興,各個工業(yè)部門蓬勃發(fā)展,其中以石油和煤為主要能源的研究和工業(yè)急需發(fā)展,因而發(fā)展氣相色譜就成為必不可少的前提了。下面是山東譜析公司在1969年公司成立以來開始進行氣相色譜的研究,公司前身是由原山東魯南化工儀器廠改制而成,1969年9月15日成立 公司前身—滕州廣播器材廠成立,1970年4月 更名為滕州無線電廠宏圖,1980年1月 更名為滕州化工儀器廠,1980年9月 更名為魯南化工儀器廠,公司設計、生產了SP-500型氣相色譜儀,為我國第一代氣相色譜儀,填補了國內空白。探索并積累了企業(yè)管理的經驗,為今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎?!?/span>
 
公司發(fā)展階段(1980年—1998年):1993年5月 更名為山東魯南化工儀器廠,在這個階段,公司設計生產了SP-501、SP-502型氣相色譜儀,地化錄井儀等。其中,SP-502型氣相色譜儀曾榮獲“國家科技進步獎”、“山東省科技進步一等獎”和“全國科學大會獎”。由此,公司躋身色譜儀國內三大主要生產廠家之一。1998年7月 企業(yè)整體改制為山東譜析科學儀器有限公司,改制以后,企業(yè)煥發(fā)出新的活力,綜合實力不斷提升。