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Nexis视角 | 为GC插上“双擎”的翅膀

发布时间:2020-07-15 阅读次数:63次

近些年来,由于人们在环境保护和节能方面意识的增强,汽车市场的能源利用不断创新,从传统的燃油车型,到天然气能源、甲醇乙醇能源、电力能源、氢燃料能源等新型能源车型,可谓眼花缭乱。

 

在这些车型中,有一种类型格外引人注目,那就是混动车型,比如油电混动,插电混动̷̷即这类车型具有两套动力系统——发动机和电动机,两套动力系统可以根据需要在“油”和“电”两种能源之间无缝切换,通过这种完美的配合,在大幅提升动力性能的同时,极大地降低了油耗,这就是我们常听到的“双擎”。

 

这是兼顾融合传统与未来的技术,是将节能减排落到实处的技术。那您有没有想过,是否有一天我们实验室的气相色谱仪也能实现类似“双擎”的效果?


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图1. 油电混动车型“双擎”(图片来源:新浪网)

 

对气相色谱仪来说,载气是贯穿整个仪器分析过程,其作用主要是将样品载入仪器系统,运送所分析的样品通过气相色谱仪各部位,从进样口,经色谱柱,最后到达检测器,载气的另一个重要作用是保护仪器。常用的载气类型主要有:He、N2、H2、Ar等,载气种类不同,会导致分析结果也不同。载气对柱效的影响主要表现在组分在载气中的扩散系数上,而组分在载气中的扩散系数又影响分子的纵向扩散项系数和气相传质项系数,从而影响柱效和分析时间。如果我们能够根据分析的需要让气相色谱仪在不同载气类型中自动进行无缝切换,这就像GC实现了类似“混动”或“双擎”的效果。

 

根据这一思路,岛津专为旗舰级气相色谱仪Nexis GC-2030开发了“气体智选阀”选件(PN: S221-84916-41),可以让GC的进样单元同时连接两路气体,分析时可根据工作需要实现在这两种载气间进行自动无缝切换,从而实现分析的精细化和智能化。其流路示意图如下:

 

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图2. 气体智选阀及其流路示意图

 

气体智选阀优点

 

1 可节省氦气

氦气相比氢气和氮气,具有比较适宜的粘度,扩散性能和良好的惰性,常常被认为是理想载气的第一选择,唯一的缺点是成本高。配置气体智选阀后,常规样品分析时,正常使用氦气,分析结束待机时可自动切换到其他备用气体(氮气或氢气),最大化降低氦气的消耗量,节省实验室气体运行成本。据测算:结合气体智选阀和载气节省功能,氦气的使用量将减少约90%。


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图3. GC运行时的气体使用图示

 

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图4. 氦气的使用量对比

 

2 可灵活使用不同载气的方法

 

根据方法需要,简便设置,即可在批处理中灵活使用不同载气进行分析的方法,系统自动切换载气。以FID的切换为例,10-15min即可自动完成切换。

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图5. LabSolutions GC工作站载气切换界面

 

切换控制功能无缝嵌入到LabSolutions GC工作站中,操作简单直观。可根据仪器的运行情况灵活选择气体切换方法(切换按钮、批处理切换、开关机时切换̷̷),即使在夜间,也可实现自动分析和切换载气类型。同时所选择的气体和切换设置也会保存在LabSolutions GC方法文件和采集的数据文件中,确保符合数据完整性的要求。


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图6. LabSolutions GC工作站批处理设置界面

 

3 可提高GC系统的安全性

 

配备的气体智选阀可实现当一个气源的气体供应出现问题时(气压突然降低或气体耗尽等),系统自动切换到其他备用气源上。最大化减少气源耗尽对仪器和色谱柱的损伤,提高系统的安全性。


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图7. 气体智选阀将载气自动切换到其他备用气源上图示

 

4 极大的灵活性

 

除了前3点功能外,该配置还具有极大的灵活性,比如可实现检测器的尾吹气以及其他辅助气体的自动切换控制,对连接的两种气体的类型基本没有限制,一个气体智选阀可以同时连接多条流路等多种功能,气体随您掌控!

 

总 结

 

通过搭载“气体智选阀”,Nexis GC-2030可以实现节省氦气、不同类型载气无缝切换和系统安全性提升等效果。随着科技发展的日新月异,研发和检测手段的不断升级,实验室也面临着诸多的挑战,其中,“节流增效”和“精益管理”是非常重要的考量方向,而“气体智选阀” 就是为这个需求而生,是兼顾传统与未来的技术,是将节省成本和提高产出这一理念落实到实处的技术,是给实验室中的气相色谱仪插上了“双擎”的翅膀。