主题：【第十一届原创】[仪器故事]记忆中的气相色谱仪

【仪器故事】记忆中的气相色谱仪

气相色谱是我最早接触到的分析仪器之一，也是使用较多的仪器。 使用几个厂家型号的仪器，记忆犹新。
1. 上海分析仪器厂102G型气相色谱仪
上分102G是我最早接触到气相色谱仪，是在1979年我上大学时候的分析仪器实验用的，填充柱，用TCD检测器。记录仪是立式，用红色墨水，有时候不小心会把记录纸染个红色斑。实验内容是测定一个混合物里面的几个成分的含量，用面积归一化法百分含量。峰面积需要把记录纸裁下来，用尺子来量分高和峰宽。第一次用感觉挺有意思的。实际上也就用了两次，实验老师已经配好混合物，就是自己注射一下，然后测定，测量峰面积，计算含量罢了。
2.  上海分析仪器厂103型气相色谱仪
1982年，我大学毕业后分配到一家研究设计院工作，进行香气香味组分分析研究工作和检测工作。气相色谱仪当时有一台上海分析仪器厂的103型仪器，是当时国内最好的气相色谱仪之一，带FID检测器和电子捕获ECD检测器（Ni63源）。有两个进样口，可以安装两根装填充柱，双FID，但无法安装毛细管柱。后来实验室加装了分流装置和尾吹装置，安装玻璃毛细管（当时无石英毛细管）。由于改装后的进样口是直通和FID也是直通，玻璃毛细管需要用酒精灯把弯曲部分拉直才能伸进到进样口和FID检测器。由于玻璃毛细管很脆，拉的时候要特别小心，每次都捏一把汗，有惊无险，不过还好每次都成功。当时记录色谱信号是记录仪，用尺子和刻度放大镜来量取面积来进行计算含量。当时最常用的定量方法是内标法和归一化法。这台仪器承担了不少研究项目和检测任务。还试验过填充柱子出来后连接毛细管柱分离的“假二维GC”，自己做的调制解调器，就是简单的不锈钢管，带快速加热，用液氮冷却。取得了一定的效果，进行了一些项目的研究工作。
3. 北京分析仪器厂SP-2305型气相色谱仪
北京分析仪器厂（即现在的北京北分瑞利分析仪器（集团）有限公司）和上海分析仪器厂是当时中国比较大的两家色谱仪生产厂家，其它几家都比较小。SP-2305气相色谱仪带TCD，FID和ECD检测器。程序升温是用调压器来调节升温。只要安装填充柱，无毛细管柱安装装置。仪器控制和信号放大采用晶体管和电子管结合的电路（上分103型是全晶体管电路）。柱箱，温度控制、信号放大等是独立的模块，用电缆连接在一起，体积比较庞大。进行一些常规分析和研究实验。
4. 岛津（Shimadzu）GC-7AG气相色谱仪
在1983年，GC-7AG气相色谱仪是当时岛津比较先进的仪器型号。
配置：双进样口，FID，TCD，ECD和FPD检测器，带毛细管装置。不过分流比是手动的来更换阻力管来设置，分流比固定不能改变。毛细管装置是弯曲的，安装玻璃毛细管方便多了。另外还配毛细管拉伸机和毛细管涂布机用了制作玻璃毛细管柱。
当时这台开始配记录仪和四通道信号采集积分仪，但无法观察到色谱峰，需要用记录仪来看。后来一段时间不知什么原因出故障了，看来鬼子的仪器也不是很可靠。后来免费更换了一台C-R3A色谱数据处理机，有键盘输入，带单色绿色显示器。使用3.5英寸软盘存储数据。可以在显示器什么观察色谱图，处理数据。比记录仪和积分器方便多了，效率大大提高，积分定量结果准确性也大大提高。另外来Basic编程，可以进一步进行设计高级的数据处理或增加其他功能。有时候自己编编程序玩玩，但也很实用。
这个仪器比原来的103是非常精致了，旋钮感觉很舒服。当时的温控不是数字调节，是手动拨盘调整设置。流量也是手动旋动调节，流量是转子流量显示，精度差。
原来项目比较繁杂多样，经常需要更换柱子和检测器是家常便饭，来适应不同的项目。后来石英毛细管慢慢普及，就使用石英毛细管柱，弹性好，分离效果好，更换柱子非常方便，不用担心玻璃易碎易折断的缺点。
这台仪器比较耐用，自己维护好外，一般无什么故障。但使用7年后进样口的温度控制有的问题，不能升到320度以上。修理一下之后又用了许多年。
除完成大量的检测工作外，这台仪器完成过几项重大科研项目。其中两项省级科委研究项目并获得过省科技二等奖和三等奖。立下了汗马功劳。
5. 铂金埃尔默（PerkinElmer）8420型气相色谱仪
1991-1992年，我在加拿大Acadia大学工作学习期间，做水果存储期间风味物质变化项目时候，使用实验室的PE的8420型气相色谱仪。带FID检测器和毛细管装置。好处是带微型计算机可以控制GC、采集信号和进行数据处理。也是我第一次见到的微机全自动反控GC和全电脑处理数据。带一块小屏幕，来显示仪器的状态和显示色谱图。在小屏幕上面，可以清楚的看到色谱图的处理情况。带打印机输出色谱图和计算结果，很方便。
6. 惠普HP5840型气相色谱仪
1994年有幸和一台惠普的HP5840型相遇。当时已经是很落后了，并且还是进口的二手货。感觉是一下子回到了旧社会。此仪器为双进样口，双填充柱，双TCD检测器。可以进行程序升温。有积分控制仪，可以控制和设置仪器的进样口，柱箱和检测器的温度，进样数据处理及热敏打印参数、设置、色谱图和积分计算结果等。但没有EPC，压力手动调节，这个是比较麻烦的。开始调整两根柱子的流量是费了好大劲，按在保证两根柱子的流量要调到一致。当时使用氦气（没有使用便宜的氢气）做载气。TCD比较难以稳定，一般至少一个上午时间来稳定，基线才能平稳，才能做样。填充柱如果恒温的话，分离能力就差了，分析时间长，后面的峰型差，变宽。由于单填充柱无法进行程序升温，其基线是会剧烈向上漂移。所以需要采用两根相同的PEG20M极性柱子，双TCD差动输出信号，这样就抵消单填充柱基线大偏移。这样就可以进行填充柱的程序升温了。这台二手淘汰的旧仪器也检测了不少样品，还成功剖析过某著名品牌风油精的成分项目。
7. 惠普HP5890E气相色谱仪
1995年4月安装一台HP5890E气相色谱仪。这台HP5890E（E代表电子压力控制，也称HP5890II Plus）是原惠普公司（现安捷伦公司）的美国原装产品。是最早带EPC的气相色谱仪，也是较早国内使用可控工作站的仪器。也是惠普/安捷伦全面带EPC的6890系列型号的雏形。
仪器配置为毛细管分流/不分流进样口，进样口压力（柱流量）有电子压力控制（EPC），可惜没有载气节省（gas saver），分流比需要人工调节，分流量/总流量要用皂膜流量计测定。FID检测器，氢气、空气和补充气流量（压力）手动调节控制，无EPC。尽管如此，在当时也是很大的进步。但无自动进样器。
配置电脑是HP Vectra486/50, 3.5”FDD软盘，4MB RAM内存，200MB HDD硬盘，无光驱，14’显示器，喷墨打印机。这个电脑配置在当时还是不错的，和现在比是天壤之别。电脑和GC通讯是很粗的HP-IB电缆线，通过接口卡进行数据交换，不如现在的网线连接方便。操作系统Windows3.1, MS-DOS, 3365 ChemStation工作站（版本A.03.34）。带宏程序编辑使用，有时候自己也编一些小程序来优化数据处理。
2002年时候出现过进样口压力增高，达不到设定值，后来发现是由于经常进粘度大的样品分流管路有点堵塞，清洗分流管后解决。这台仪器曾经停用一段时间，拿来作为烘箱使用一段时间。2013年初改成高温气相色谱仪用来测定含油脂类样品。
2014年5月，原来配的惠普486电脑开机后硬盘出现问题，无法访问，不能进入Windows系统，也无法打开3365工作站。虽然原来的Windows 3.1的软盘，MS-DOS的软盘，3365工作站的软盘都保存完好，但无法找到这种硬盘或这种配置的电脑，因而也没办法来换电脑重装。就购买了一套国产HW-2000的色谱工作站安装后使用，利用一台闲置的联想电脑来采集处理数据。但不能进行反控，温度和流量设置需要手动在仪器版面上面进行。
8. 瓦里安（Varian）3400气相色谱仪
1999年从法国来了一台二手Varian的3400气相色谱仪。虽然是掏的二手仪器，但性能不错，配置也不错。配置毛细管柱（漂洋过海，居然50m的毛细管柱没拆下来，依然还挂在柱箱里面，没掉下来，感叹！），FID检测器，自动进样器。自带仪器控制和数据处理连接打印机。由于柱子是50m，膜厚，分离效果很好，峰型好。此仪器有些小问题，我维修解决，为公司省了一笔钱。后来就用于常规项目和辅助研究项目。
9. 安捷伦6890N型气质联用仪
2001年购买一台安捷伦6890N气相色谱仪。带FID和毛细管分流/不分流进样口。6890N是安捷伦很经典的一代气相色谱仪。比原来的5890E是先进了许多。全EPC控制，精度比5890E高一个数量级。反控和数据处理的电脑工作站的功能很大改善，方便好用，界面友好。还可以自己编写宏程序（macro）来进一步增加数据处理功能。用它测定了不是样品。后来转给QC使用，后面换过电脑和升级过工作站，现在依然还在使用。
10. 惠普HP580E-5972A型气质联用仪
2001年，来了一台二手惠普HP580E-5972A气质联用仪。带FID，HP5972A的MS（扩散泵，带真空规），外加HP7673自动进样器。仪器是1994年美国的产品。
双进样口，后进样口（有EPC，惠普第一代电子压力流量控制器）安装60m极性毛细管柱子，接MS；前进样口（无EPC，手动调柱压流量）安装30m极性毛细管柱子，连接FID。
使用扩散泵，抽真空要慢一些。离子源无加热装置，是由传输线的热量来间接加热的，在传输线温度在280度的情况下，离子源的最高温度只能最高达到175度左右，且离子源升温很慢，需要半天到一天的时间才能温度下来。安装低真空规，像一个大灯泡样子，可以在工作站上面查看真空情况。
HP7673自动进样器需要单独一个比较大的控制盒。单进样塔，需要那个进样口，就把进样塔放那个进样口上面。在方法里进行相应的选择设置。
前面虽然接触岛津和热电GCMS，但时间都比较短。这台惠普HP580E-5972A气质联用仪真正开始完全使用。使用还是顺利，十多年来，发挥了很大作用。
12. 安捷伦6890N-5975C气质联用仪
2007年开始使用安捷伦6890N-5975C气质联用仪，比惠普HP580E-5972A的性能和功能是要好多。也是安捷伦一代经典。挥发了更多更大的作用，进行许多研究项目。
除MS外配FID检测器，普通分流/不分流进样口。配德国Gerstel的MPS2多功能自动进样系统，包括液体进样，顶空进样和全自动SPME，带SPME老化器，并配有大体积冷阱进样口CIS4。CIS4配隔膜和无隔膜进样口，一般使用无隔膜方式，避免隔垫流失。大体积冷阱进样口无分流歧视，可以进行快速进样口降温，进样口快速程序升温，溶剂浓缩等工作。
MS工作站配置当时最新的E版本（前面都是D版本工作站），版本是E.01.00.237。MPS2实际安装Mestro版本的软件。
13. 安捷伦7890A-5975C气相色谱仪
2011年安装这台7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪，除MS外配FID检测器，普通分流/不分流进样口。配德国Gerstel的长臂1,2m架子MPS-X多功能自动进样系统，方便后续增加部件。系统包括液体进样，顶空进样和全自动SPME，但不带SPME老化器，后来加装TDU热脱附单元来扩展分析项目。此仪器检测项目更多，完成不少分析研究项目。
14. 安捷伦7890B气相色谱仪
2017年安装使用安捷伦7890B气相色谱仪。配分流/不分流毛细管进样口，FID和自动进样器。配OplenLab工作站。主要用于高沸点成分的分析。有了前面这些仪器的经历，使用这台仪器就更无什么问题了。
15. 安捷伦7890B-5977A
这台仪器是一飘而过，只是帮忙安装调试和开始一些工作后就移交别人了。配置是7890B色谱，5977A质谱，有FID。CTC自动进样器，有液体、顶空和SPME进样功能。
虽然使用了这么对年气相色谱仪，还有许多东西不懂，需要不断学习进步。
啰里啰嗦的回忆了一下三十多年来使用过的主要气相色谱仪。希望能留在美好的记忆之中。