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60年气相色谱创新 Nexis志在树立新一代产业标准

2017-8-02 09:14

——访日本岛津气相研发团队

  分析测试百科网讯,142年的岛津制作所,60年的气相色谱历史传承,在新品Nexis GC-2030上闪耀的创新之光,都会让人发出由衷的感概,在京都这座千年古都,历史传承和创新科技是如何奇妙地交融在一起?近日,分析试百科网编辑应邀赴日本京都岛津总部,采访了日本岛津气相研发团队成员,包括:岛津分析计量事业部气相色谱部部长宫川治彦,气相产品经理平冈敬朗,气相产品硬件开发经理寺井靖典,气相解决方案开发部经理古川雅直,气相产品软件开发经理嶺岸秀纪和气相产品开发部李思旭,深入了解了岛津气相从设计到研发的精妙、岛津气相60年的历史,以及岛津气相的最新技术。

日本岛津气相研发人员代表与分析测试百科网总经理编辑在Nexis GC-2030前合影(左一:古川雅直、左二:嶺岸秀纪、左四:分析测试百科网总经理卞利萍、右三:平冈敬朗、右二:寺井靖典、右一:李思旭)

60年气相发展历程

  气相解决方案开发部经理古川雅直先生曾担任气相硬件开发部经理,他曾主持开发了岛津第一款电子流路控制系统AFC,让岛津在世界上首先实现了进样口分流比的电子控制以及在世界上首先成功使用电磁阀实现了气相色谱的电子流路控制系统,使 AFC的小型化。古川先生首先回顾了在岛津60年气相色谱发展史上,几款具有里程碑意义的产品。

  GC-1A:岛津第一台商用气相色谱

  1957年,岛津制作所推出了第一台商用气相色谱GC-1A,面向石油化工行业客户。那个年代日本工业及技术需要的材料还很缺乏。所以,GC-1A的开发材料都是与生活中特别接近的一些东西。热传导检测型TCD1是用电灯泡里边的钨丝来做发热源,色谱柱内部填料是用刷牙用的牙膏粉硅藻土,在其上涂上液相的镀层,装到色谱柱中做分析。

1957年岛津推出第一台商用气相色谱仪GC-1A

  “GC-1A开发时间特别短,仅用1年时间。60年前能够完成1台在石油化工需要精确分析的仪器是相当不容易的,所以这是一台里程碑式的仪器。”古川雅直说。

  GC-8A:岛津气相的一款常青树

  1981年岛津推出GC-8A,但岛津现在仍然在生产。这款仪器是岛津的常青树,通过其简约的小体积设计,使得岛津得以通过这款仪器打开美国的市场。

  GC-14A:两路进样,保证基线平稳

  1987年岛津推出GC-14A,特征是双路填充柱系统,在分析时气相色谱存在基线不稳定的问题,GC-14A通过两路设计,1路进样品,1路不进样品做参比,有效抵消柱温箱高温时基线上升对分析造成的影响,抵消完之后基线非常平稳。加上其耐用性方面的口碑,成为当初市面上卖得最好的仪器之一。

  GC-2010:电子流量控制,提高精度

  2000年岛津推出了GC-2010,虽然在此之前岛津GC已经有了电子流量控制(AFC),但是从GC-2010开始,AFC电子流量控制的精度得以大幅提高。

  Nexis GC-2030:Click-Tek技术,更加注重用户使用感受

  2017年新推出的这款新旗舰产品Nexis GC-2030,融合新增的二十余项专利技术匠心打造,在实现FID,TCD等通用检测器的世界最高灵敏度和分析的再现性的同时,新采用了能显著提升用户体验的Click-Tek技术,在技术上获得重大突破。智能锁、智能扣令进样口维护和色谱柱连接徒手即可完成的同时,自动感知最佳安装及最佳密封位置,由机器判断取代人为判断,使气相色谱跨入全新智能时代。智能规、智能灯从细微之处提升用户使用体验,在分析需求多元化的同时,更使工具简约化,操作人性化。

2017年5月,在兰州全国色谱会上发布的Nexis GC-2030

岛津气相的特色

  今年,岛津气相色谱走过了60年的历史长河,从最早的GC-1A到今年发布的Nexis GC-2030,岛津的气相始终秉持着聆听客户的声音,不断改进、优化产品的设计理念。

  不同的命名方法 寄予不同的期望

  岛津分析计量事业部气相负责人平冈敬朗介绍到岛津气相的命名走过的历程,从GC-1A到GC-17A,都是按照仪器推出的顺序命名的。

  GC-2010是岛津第一次更改命名。GC-2010于20世纪末推出,当时岛津希望这款仪器能在市场上畅销10年,所以将其命名为GC-2010。

  今年5月份在兰州新发布的Nexis GC-2030(相关报道:岛津新气相开发“Click Tek”功能 用户拆卸螺母无需手拧),命名又加了一层含义,Nexis是Next industry standard的缩写,岛津希望这款仪器能成为下一代气相色谱的典范、新一代的产业标准。“同时,岛津也希望客户可以使用这款仪器到2030年,当然作为岛津的技术开发者,会尽我们所能开发出更好的技术,有更好的技术开发出来会第一时间提供给大家。”平冈敬朗说。

  从研发到生产阶段 设计与工厂紧密结合

  岛津气相硬件开发负责人、兼Nexis GC-2030开发的总工程师寺井靖典以GC-8A为例说:“岛津开发的技术能够30年长盛不衰,同岛津的研发制造特点有关。其它公司研发部门先做研究、测试方面的基础性设计,之后就把图纸移交工厂,工厂按照图纸去组装生产仪器。但岛津的不同之处在于:从最初的研发设计阶段就与工厂有十分紧密的联系,在研发的过程中不断地进行仪器的尝试性制作。”

  “同时,如何按照仪器图纸制造,技术上如何组装,在整个生产过程中,开发组成员都会到工厂指导,跟工厂紧密联系,这也是岛津的仪器能够长期生产下去的原因。”寺井靖典说。

  聆听客户的声音 不断改进仪器性能

  岛津有2个渠道来确保了解客户需求:首先全球各分公司反馈回来用户的意见,实时收集;其次岛津的开发部门不是单纯的从事开发工作,也常常深入客户实验室,与客户面对面交流,听取他们对分析方面具体的改进意见。

  举例来说,岛津在GC-8A生产后的30年里,一直保持聆听客户对这款产品的使用意见及声音,岛津都及时反映到不断改进的GC-8A产品中。

  以精度、灵敏度取胜 全球气相市场占有量第二

  在生产气相之前,岛津主要生产化学专业等所需要的用品,如烧馏瓶等基础用品。从GC-1A开始,岛津开始生产高精度的分析仪器。在仪器的精度上岛津一直保持深厚的基础和特色,这一点在气相色谱上也有所体现。

  “目前,岛津气相占全球气相出货量的近三成,在全球市场占有量排第二位,但在检测器灵敏度、装置的性能方面我们是全球第一位的。”古川雅直说。比如,新一代Nexis GC-2030气相色谱各检测器的灵敏度/检出限分别为:FID-2030检测器:<1.2pgC/sec;ECD-2030检测器:4.0fg/sec;FPD-2030检测器:<2.0pgS/sec 、<45fgP/sec;岛津特有BID-2030检测器:<0.8pgC/sec,均为同类产品之最。

产品线分明、定位明确

  岛津现有气相色谱产品线分为高端产品线、中端产品线和高性价比产品线。

  高端产品线

  Nexis GC-2030在检测器灵敏度、气体流量控制等气相色谱基本性能方面都达到世界第一的水准,并改变传统仪器维护概念,尽可能减少精密仪器操作对于实验室专业人员的要求,由仪器智能判断代替用户主观感受,即使初学者也可以安心进行常规维护操作。这款仪器是岛津气相色谱所有产品中的旗舰产品。

  中高端产品线

  基于广受好评的GC-2010 Plus打造的GC-2010 Pro即将在中国发售,作为岛津GC 60周年庆典的又一新品力作敬请关注网络消息。

  中端产品线

  GC-2014和GC-2014C,后者是岛津在中国苏州工厂生产的产品。这两款仪器设计相同,主要面向使用基础气相的客户和使用填充柱的客户。区别是,GC-2014C上标配检测器APC控制,GC-2014的检测器默认为手动流量控制,也就是说,中国生产的GC-2014C标准配置性能更高。

  高性价比产品线

  为满足广大客户的需求,岛津还非常注重性价比, GC-2018(GC Smart)和GC-8A都是手动流量控制产品,区别是GC 2018能够数字显示流量。这两款高性价比产品主要面向对分析灵敏度要求不是很高,但很注重仪器常年使用稳定性的客户,岛津为此类用户提供了非常高性价比的选择。

岛津现有气相色谱产品线一览

Click Tek技术:让用户操作更简单

  岛津新发布的Nexis GC-2030在检测器性能、重现性等方面不断提高的基础上,把着重点放在提升用户操作简便性上,最具有代表的就是Click Tek技术。

  寺井靖典说:“气相色谱技术已经很成熟了,但是在维护方面现有技术还有很多不确定性,这使科学家们无法有效地把注意力集中在分析本身上。使用Click Tek技术后操作者无论是什么水平,都能够得到同样的分析结果。这是我们在气相设计的时候非常重视的一点。”

  Click Tek技术的由来

  寺井靖典介绍到,Click Tek技术的实现来自两大方面:首先,相关研究已开展了很长时间。GC-2010发布后的十多年中,关于客户操作体验方面的需求被不断地收集和记录;在Nexis GC-2030发布之前,岛津也在不断地进行技术迭代。其次,它是跨部门协作的成果。与之前岛津的气相色谱技术相比,Click Tek的诞生不仅包含气相色谱开发团队的努力,还凝聚了岛津综合设计中心工程师的心血,同时也邀请其它部门人员加入进来集思广益,最后实现了Click Tek技术。

Nexis GC-2030上的Click Tek技术,当徒手轻旋ClickTek一体化螺母/压环,完成时可感知锁扣拧紧(左);只需滑动ClickTek 杠杆无需工具即可打开或关闭进样口(右)

  用户对Click Tek技术的反馈

  目前,岛津的Nexis GC-2030已经接到了中国和全球各地的订单,从用户处收集到非常正面的反馈。以往用户安装色谱柱到进样口上,需用扳手旋转螺母,通过石墨压环的密封作用将柱子连接到进样口并拧紧。旋扳手时,操作者的经验不同、力气大小不同,有时可能导致石墨压环过度地挤压、变形、压环取不下来。

  Click Tek的智能扣技术,无需考虑操作者的经验和力气大小,用户无需工具,徒手将Click Tek专用一体化螺母/压环轻轻一旋,卡到固定的位置,就可以保证仪器的分析性能和气密性。

未来3-5年 岛津气相发展战略

  岛津制作所分析计量事业部气相色谱部门部长宫川治彦表示:中国是岛津气相非常重要的市场,接下来3-5年的时间,岛津将继续在中国大力投入。岛津制作所的公司宗旨是“以科学技术为社会做贡献”,经营理念是“为了人类和地球健康”,岛津既是一个仪器开发公司,也是一个商业公司,除了营业额持续增长方面,岛津更希望为了环境和人类的健康做贡献。

  将注重环境、食品、能源领域的发展

  宫川治彦介绍了未来3-5年,岛津气相色谱部门的战略:

  一、针对中国的十三五计划中提出的环境治理问题,岛津气相会继续为环境方面提供更好的仪器。在环境安全领域方面,具体的例子是空气中挥发性有机物(VOCs)的分析,以及土壤中污染物的分析,这类分析物需要通过气相色谱来提供分析方法,最终贡献到岛津的经营理念——为了人类和地球的健康。

  二、人类身体的健康。比如食品中农药的检测,药品中残留溶剂的检测等需要对食品等入口的产品进行检测,通过气相色谱提供方法来实现健康的宗旨。

  三、全方位都受关注的能源问题。通过岛津的气相色谱为石油、化工等能源产业提供高效率的分析仪器和分析方法,改善产业供应链。如岛津气相色谱可对新型能源中的杂质进行高效检测,最终通过提供更清洁环保的能源贡献于实现整个地球的健康。

  岛津也希望未来通过以上的三个方面,与岛津的气相技术结合,对中国社会形成贡献。

  进一步开发易用的软件

  客户在使用仪器的过程中,软件是他们最常接触的界面,如何能够让客户在使用的过程中不存在任何的压力,可以通过更直观的感受对仪器的参数进行设置,这也是岛津的战略目标。岛津会继续在软件方面努力,让岛津的软件更加人性化,让用户使用更加简单明了。

  与其他公司加强合作

  作为基础的分离平台型产品,气相色谱成功的要素之一是同其它产品和供应商合作。平冈敬朗表示,岛津目前AOC-6000仪器的前处理装置是和CTC公司合作的,既可以进行顶空,也可以直接进行液体注射;在Nexis GC-2030的开发中,就和CTC一同进行了AOC-6000的性能确认;岛津同Valco公司的PDHID检测器,Frontier Laboratories公司的PY-300热裂解仪也有合作。

  未来,岛津将继续加强同其它公司的合作,共同满足客户的需求。

  以客户为导向 研发更多新产品

  宫川治彦表示,岛津气相60年活动中,岛津寻找到了众多忠诚的粉丝和老客户,接下来希望岛津气相的开发人员有机会拜访一下这些老客户,听听他们使用的感受和声音,将他们的声音继续反映到岛津的下一款产品中去。


本文中提到的仪器

Nexis GC-2030气相色谱仪

GC Smart(GC-2018)岛津气相色谱仪

GC-2014C 气相色谱仪

GC-2014 气相色谱仪

GC-2010 Plus气相色谱仪

GC-8A气相色谱仪


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