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【高大上的】进入太空的气相色谱/气质联用仪，正在扮演彗星研究中的重要角色

雨木霖

2015/03/23

气相色谱（GC）

气相色谱是一款功能强大的分析工具，可以走出实验室，穿越数百万公里进入太空，成为 Rosetta 计划的一部分。欧洲航局天 (ESA) 于 1999 年启动了这个计划，旨在实现人造飞船在彗星上的首次登陆。彗星探测器 Philae 于 2014 年 11 月 12 日登陆彗星 67P 表面。该探测器已经开始拍摄彗星地形，并利用气相色谱法或气相色谱/质谱联用法分析其化学组成。
科学家之所以研究彗星，是因为彗星如同时间胶囊，蕴藏着太阳及其行星形成时期留下的原始物质。通过对彗星结构、彗星核的尘埃与气体以及与彗星相关的有机物质进行研究，可以增进对大气以外所发生事情的了解。
可靠的气相色谱柱实现了太空时代分析
气相色谱 (gc) 是 Rosetta 项目的重要组成部分，因为它可以通过对表面和次表面样品进行原位测量来表征、鉴定和定量包括较大有机物分子在内的挥发性化合物，从而完成任务。如图 1 所示，Philae 着陆器的装备中包括两台气相色谱（COSAC 和 PTOLEMY）。COSAC 由 8 根毛细管气相色谱柱组成，而 PTOLEMY 是一台装有 3 根色谱柱的 gc/MS 系统。

. Philae 仪器包括两台气相色谱（COSAC 和 PTOLEMY）以及五种安捷伦气相色谱柱。这些色谱柱可以在外太空环境中进行色谱实验。
正在改写气相色谱的历史
这些分析需要一套设备，从而能将准确信息传回至地球上的科学家。部署到彗星上的仪器必需能应对一些重大的挑战。包括登陆后无法连接、长期工作所需的耐受性，以及各种潜在样品等挑战。

Rosetta 计划要求色谱柱经过了柱流失、惰性、柱效和一致的重现性等全面测试。低水平响应下获得的最佳峰对称性对仪器的可靠性和效率来说至关重要。此系统必须能为地球上的工作人员提供准确的结果，从而使 ESA 研究人员确保其接收到的信息是可靠的。
稳定高效的色谱柱
Philae 着陆器使用了 5 种安捷伦 J&W 气相色谱柱。每种色谱柱具有不同的特性，可应对这些挑战。
CP-PoraPLOT Q 色谱柱可分析极性和非极性挥发性物质，具有广泛的适用性；这意味着着陆器可以使用最少的仪器实现全部所需的测量。Q 型多孔聚合物色谱柱保留时间可重复，具有长期的稳定性，对于确保整个计划的高效性和可靠性尤为重要。
这种专注于高效性的特点也在 Philae 机器人着陆器的其他气相色谱柱上有所体现。CP-Molsieve 5Å可用于分离氦气、氢气、氙气和氩气等永久性气体。PLOT色谱柱具有较高的分析效率和高对称性峰形，对于准确监测彗星表面和大气层中的惰性气体起着重要作用。
第三种色谱柱，CP-Sil 8 CB 的固定相为通用型 5% 苯基固定相，具备选择性和温度限，通常用于各种气相分离，包括环境中的半挥发性化合物。
第四种色谱柱 CarboBOND 是经过 UltiMetal 处理的不锈钢色谱柱，专为此次计划而设计。它可以对大气中的典型永久性气体，以及一些轻质烃类、一氧化碳和二氧化碳进行分离。
第五种色谱柱是安捷伦 CP-Chirasil-Dex CB，它采用独特的手性键合相，可对自然界中常见的外消旋混合物中的化合物进行分离和鉴定。

图 2. Philae（如图所示）和 Rosetta 可以在外太空进行精密、灵敏的读数，并且准确地提供确定可靠结论所需的数据。
安捷伦为 Rosetta 计划提供的所有色谱柱均能快速提供准确的数据，几乎不需要维护。多种色谱柱固定相和选择性与高水平的质量和可靠性相结合，是整个 Rosetta 和 Philae 设计所反映的基本要素
在苛刻的环境下获得准确的结果
Rosetta 计划是业内首个项目，可为研究人员提供宝贵信息，有助于他们了解早期地球的发展。

分
该帖子已被版主-老多_小多加5积分，加2经验;加分理由:不错的分享

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雨木霖

第1楼2015/03/23

顺便吐槽一下安捷伦的这些机器翻译。。。
语法完全不通顺啊

0

老多_小多

第2楼2015/03/23

呵呵，自动化的便携色谱

0

zyl3367898

第3楼2015/03/23

应助达人

里面装8支色谱柱，如何进样呢？样品直接吸进去？

0

安平

第4楼2015/03/23

应助达人

很多年前就在使用色谱质谱分析太空样品。。。。。

0

还是肉好吃

第5楼2015/03/24

听起来好牛啊
感觉很遥远的东西
居然和工作有那么一点点的交集

0

又又1990

第6楼2015/03/24

果然高大上

0

qqqid

第7楼2015/03/24

气相的载气应该是从地球上带入太空的，载气携带量有限，气相的工作寿命也有限。

太空中质谱就简单了，不需要抽真空，想想都醉了。

0

雨木霖

第8楼2015/03/24

的确。。
哈哈，直接敞开就可以工作的质谱，干脆连几十公斤重的真空泵都不需要带了。
qqqid(qqqid) 发表:气相的载气应该是从地球上带入太空的，载气携带量有限，气相的工作寿命也有限。

太空中质谱就简单了，不需要抽真空，想想都醉了。

0

langyabeilei

第9楼2015/03/24

应助达人

真心是好，气质联用在外太空工作实在太简单了，主要就是分离过程要绝对优秀就OK了！
雨木霖(mickeylin) 发表: 的确。。
哈哈，直接敞开就可以工作的质谱，干脆连几十公斤重的真空泵都不需要带了。

0

安平

第10楼2015/03/24

应助达人

燃料电池技术也很早就应用在太空探索领域了。

0

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