科學(xué)八卦丨FID那充滿戲劇性的發(fā)明史

說到氣相檢測(cè)器，我敢打賭你實(shí)驗(yàn)室肯定有FID，對(duì)不對(duì)？

那為什么FID就能從眾多檢測(cè)器中脫穎而出，成為氣相一霸的呢？

在講原理和特點(diǎn)之前，我們先了解一下它充滿戲劇性的發(fā)明史。

1954年，英國ICI實(shí)驗(yàn)室的N.H.Ray已經(jīng)成功地將熱導(dǎo)檢測(cè)器和氣相色譜聯(lián)用。

N.H.Ray

色譜柱和熱導(dǎo)池聯(lián)用裝置
（N.H.Ray,J.appl.Chem.,4,January,1954)

所以到了1955年商用的氣相色譜在美國問世后，其檢測(cè)器都是熱導(dǎo)檢測(cè)器。

左邊：Perkin-Elmer 1955年5月推出的帶TCD的Model 154 Vapor Fractometer

右邊：Consolidated Electrodynamics Co.1956年夏天推出的帶TCD的Model 26-201 GC

但是也面臨著兩個(gè)局限：

首先是貴！

熱導(dǎo)檢測(cè)器要靈敏度高的話需要用氦氣做載氣和參比氣，但是在那個(gè)時(shí)候氦氣基本只在美國才能獲得，其它國家即使能夠獲得，價(jià)格高的讓人望而卻步。

**是靈敏度低！

即使用氦氣做載氣，在檢測(cè)低濃度化合物的時(shí)候，其靈敏度仍然不能讓人滿意。

這兩個(gè)局限在很大程度上阻礙了氣相色譜進(jìn)一步發(fā)展和普及，于是，世界各地的科學(xué)家就開始了各種不同的嘗試。

比如英國生產(chǎn)的氣相色譜，就采用了R.P.W.Scott發(fā)明的氫火焰檢測(cè)器，它使用氫氣做載氣，在柱子末端燃燒，通過檢測(cè)火焰溫度的變化，來檢測(cè)是否有化合物從色譜柱跑出來。

開始大家都對(duì)這種檢測(cè)器報(bào)有很大的希望，但是過了好幾年，它的靈敏度和穩(wěn)定性各方面也沒有多少提高。

到了1958年，J.E.Lovelock發(fā)明了氬離子化檢測(cè)器。

J.E.Lovelock

隨后經(jīng)過多次改動(dòng)，成為我們今天*常用的檢測(cè)器之一：電子捕獲檢測(cè)器。

J.E.Lovelock發(fā)明的ECD檢測(cè)器

同一時(shí)期，在相隔萬里的澳大利亞和南非，有兩個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)也在獨(dú)立研究著怎樣進(jìn)一步改進(jìn)檢測(cè)器。

澳大利亞這哥倆是I.G.McWilliam和R.A.Dewar，Dewar是大老板，McWilliam作為研究生也加入了這個(gè)項(xiàng)目。

本來這個(gè)項(xiàng)目是要提高TCD的性能，但是搞了半天也沒啥進(jìn)展。結(jié)果聽說另一個(gè)叫Scott的人搞出來氫火焰檢測(cè)器，覺得這才是以后的方向，于是開始研究如何提高氫火焰檢測(cè)器的性能。

經(jīng)過各種研究和努力，他們發(fā)覺通過測(cè)量火焰的溫度來獲取信號(hào)這種方式，靈敏度實(shí)在是沒法提高，轉(zhuǎn)而想辦法去測(cè)量火焰中離子化產(chǎn)生的電信號(hào)，結(jié)果一舉成功，1957年夏天他們已經(jīng)做出了FID的原型。

I.G.McWilliam和R.A.Dewar在1957年發(fā)明的**個(gè)FID檢測(cè)器

于是，小麥同學(xué)就非常心急的親自跑到倫敦,把文稿呈給了倫敦的Nature編輯部。編輯看了看小麥的文章，覺得沒啥問題，但是關(guān)于電路部分的描述太復(fù)雜、太冗長，就讓他回去修改一下。

但是這時(shí)候，坑爹的事件發(fā)生了，編輯忘了這時(shí)小麥同學(xué)已經(jīng)人在倫敦，結(jié)果發(fā)了一封信走海運(yùn)的游船發(fā)給了他在澳大利亞的地址。

這封信漂洋過海走了好幾個(gè)月，他們團(tuán)隊(duì)收到以后馬上著手修改。修改完畢正準(zhǔn)備給Nature發(fā)回去的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)當(dāng)期Nature竟然已經(jīng)發(fā)表了氣相色譜上的火焰離子化檢測(cè)器的文章，名字都跟他們的一模一樣！

左圖：I.G.McWilliam團(tuán)隊(duì)的文章；右：V.Pretorius團(tuán)隊(duì)的文章

當(dāng)然這篇文章是另外那個(gè)在南非的團(tuán)隊(duì)的作品，他們的文章其實(shí)比小麥的文章要晚遞交給Nature。

話分兩頭，南非的這個(gè)團(tuán)隊(duì)，由J.Harley, W.Nel和V.Pretorius組成。其中Pretorius是核心人物，這個(gè)人畢業(yè)于南非的University of Pretoria。

V.Pretorius

嗯，是不是感覺大學(xué)名字和他的名字很象？

是的，這個(gè)大學(xué)，不，是南非的這個(gè)城市，就是以他的祖父的名字命名的。他祖父是南非政治歷史上非常牛的人，感興趣的同學(xué)自己去查查南非的布爾戰(zhàn)爭。

Andries Wilhelmus Jacobus Pretorius

但是你看別人官后代，還能靜下心來從事科研活動(dòng)，多不容易。我們的官后代小P同學(xué)大學(xué)畢業(yè)就獲得Rhodes Scholarship去牛津大學(xué)深造。

呆在牛津的時(shí)候，他也聽說了Ray搞出來的TCD，于是受到刺激，也想要在這方面有所建樹。結(jié)果還沒搞出什么成績，就畢業(yè)回南非了。

在南非這個(gè)比較閉塞、科研經(jīng)費(fèi)緊張的地方，要繼續(xù)搞TCD就更難了，因?yàn)槟戏歉揪蜎]氦氣。

這時(shí)候，斯科特Scott搞出來氫火焰檢測(cè)器的消息也激勵(lì)了他，在繼續(xù)斯科特Scott的研究中，他偶然發(fā)現(xiàn)火焰中有微弱的電流發(fā)出，從而在兩個(gè)助手哈利Harley和奈爾Nel的幫助下，也發(fā)明了FID檢測(cè)器。文章投給Nature一擊即中，發(fā)表時(shí)間比我們剛才說的小麥同學(xué)早了兩個(gè)月。

不管怎么樣，這兩個(gè)之前完全不認(rèn)識(shí)、從未溝通過、分處兩大洲的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，幾乎同時(shí)發(fā)明了FID檢測(cè)器，也算科學(xué)歷史上的一個(gè)巧合吧。

而另一個(gè)方面，他們也都受到了Ray和Scott很大的影響。

每個(gè)人的進(jìn)步都在不停著激勵(lì)著后來者，去做出更多的探索，科學(xué)也正是在這樣的過程中不斷得到推進(jìn)。

好了，關(guān)于FID戲劇性的發(fā)明史，今天就講到這里。接下來，我們會(huì)跟大家講解更多實(shí)驗(yàn)室趣事，請(qǐng)大家繼續(xù)關(guān)注哦~

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