История
История
Содержание статьи
Руководитель представительства компании «Диаэм» в Красноярске Александр Кучкин открыл цикл вебинаров, посвященных аналитической и общей химии. В рамках первой онлайн лекции 28 сентября 2022 г. он осветил ситуацию на рынке оборудования для решения аналитических задач в условиях санкций. Автор рассказал, какие привычные бренды и производители остались на российском рынке лабораторного оборудования и какие новые появились, а также представил краткий обзор новинок в области аппаратного обеспечения элементного анализа, в частности спектроскопии и пробоподготовки, в условиях санкций.
После событий 24 февраля – уже в марте и начале апреля – значительная часть брендов, хорошо знакомых химикам-аналитикам, покинула российский рынок.
Теперь мы живем в другой реальности, где недоступна продукция Thermo Fisher Scientific, Agilent Technologies, Bruker, PerkinElmer, Shimadzu и многих других западных производителей. Все сложное аналитическое оборудование из Европы и Америки не ввозится: приборы попали под санкции, причем неважно, кто является конечным пользователем. Встречались единичные случаи поставки отдельных видов европейской продукции (но речь шла о некой специализированной мебели для медицинских учреждений), но процесс был очень долгим, в том числе в части доказательств, что эта продукция не используется для военных нужд. Можно считать, что такая практика тоже уже в прошлом.
Однако у «Диаэм» по-прежнему есть возможность поставлять продукцию ряда других брендов, привычных в научном мире, таких как BINDER, OHAUS, Miele, IKA, PHCbi, Sigma-Aldrich, AND и ряда других производителей.
Но, например, срок поставки от Sigma-Aldrich сейчас оценивается на уровне 150 – 180 дней, потому что оборудование сейчас все равно идет из Европы и организация таких поставок все еще представляет определенные сложности. Есть надежда, что в недалеком будущем логисты отработают схемы, которые сократят срок поставки до 60-90 дней, но пока этого не произошло.
А в ситуации, когда экономика мира (Европы, США) от российского рынка отвернулась, естественным шагом в условиях невозможности российского приборостроения обеспечить потребности лабораторий стало обращение к китайским производителям.
И первый взгляд на китайский рынок показал, что если копнуть чуть глубже, чем предлагает известный сайт Alibaba.com, то можно найти китайских производителей, которые могут создавать отличное оборудование с характеристиками не хуже, чем у аналогов привычных нам западных брендов. Другое дело, что они не были ориентированы на международный рынок, потому что и внутренний китайский рынок огромен – большинству китайских производителей его, собственно, и хватает. Тем не менее компании из Китая откликнулись на российские запросы – и оказалось, что такая «бочка меда» российский рынок спасет.
Но, как обычно, к этой новой перспективе прилагалась и «ложка дёгтя».
Заключалась она прежде всего в том, что подавляющее большинство отличных китайских приборов не внесены в Госреестр, а это обстоятельство очень существенно для федеральных лабораторий, ряда производств (в частности, связанных с цветными и драгоценными металлами) и организаций (например, водоснабжающих): таким клиентам необходимо работать с приборами, обязательно внесенными в Госреестр средств измерений.
Во-вторых, выяснились как минимум две причины, по которым далеко не все лучшие китайские производители рвутся к сотрудничеству с российскими покупателями. Будучи ориентированными на внутренний рынок, многие такие компании на момент установления контакта с ними не располагали даже минимальным набором маркетинговых продуктов даже на английском языке, да и никакой подготовки к выходу на экспорт у них не было. К тому же многие китайские производители, как и российские, зависят от поставок запчастей из-за рубежа: во многих приборах стоят американские детекторы, какие-то оптические модули и другие узлы. Это осложнило процесс выстраивания отношений, поскольку китайские производители опасались вторичных санкций. После вмешательства политиков этот фактор перестал быть актуальным: ситуация в этом плане улучшается.
Но далеко не всегда – и не сразу! – можно отличить перекупщика, действующего по принципу «продал и забыл», от настоящих производителей – как раз потому, что именно эти производители качественной продукции ориентированы на свой рынок, не ищут выхода на международное сотрудничество и их контакты найти очень сложно. Это очень сложная задача.
Кроме того, встречались в процессе поиска и откровенные мошенники, которые просто пытались украсть деньги покупателя.
Основные рекомендации, которые можно дать в связи с этим:
Компания «Диаэм», которой в сентябре 2022 г. исполнилось 34 года, сама относится к числу крупнейших игроков на российском рынке.
Она имеет московский офис, свой сервисный центр и один из крупнейших складов оборудования в России. Фото, представленные на слайде – это не случайные иллюстрации из Всемирной сети, а фотографии реального склада «Диаэм». И сегодня для обеспечения элементного анализа мы располагаем рядом интересных предложений.
В сотрудничестве с нашим партнером ЗАО ТПК РосЦветМет «Диаэм» представляет приборы для элементного анализа: атомно-абсорбционные спектрометры под маркой Persee, приборы для атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой производства компании NCS.(Рис. 1)
Линейка атомно-абсорбционных спектрометров Persee серии А3 включает три модели: с пламенным, электротермическим атомизатором и прибор, в котором совмещены и пламенный атомизатор, и электротермика.
Компания Persee – один из ведущих производителей аналитического оборудования. Созданная в 1991 г., она к моменту введения санкций уже давно вышла на мировой рынок, в отличие от ряда других компаний, о продукции которых мы поговорим на следующих встречах. У этого старого опытного производителя весьма большой объем продаж (100 миллионов долларов США в год) оборудования, большой центр по исследованиям и разработкам, в котором работают 30% из более 1000 сотрудников по всему миру. Этот центр постоянно работает для улучшения конструкции приборов. Только тот факт, что компанией произведено более 30 тыс. единиц атомно-абсорбционных спектрометров, говорит сам за себя: компания производит не единичные модели, собранные «на коленке», а имеет огромное серийное производство уровня таких компаний как грандов как Thermo и аналогичных. Поэтому оборудование очень надежное и ему можно доверять.
Особенности атомно-абсорбционного спектрометра Persee A3F с пламенной атомизацией в том, что прибор может работать на смесях ацетилен/воздух, ацетилен/закись азота и пропан-бутановой смеси с воздухом, что важно для труднодоступных регионов. Например, если в условиях тайги работают золотодобытчики, у них вряд ли будет доступ к ацетилену, но пропан-бутан им можно обеспечить.(Рис. 2)
Прибор имеет полный комплект всех функций и датчиков, которые необходимы для обеспечения стабильной работы: контроль давления всех газов, идентификация горелки, датчики пламени, дренажа, утечки газа, давления. Спектрометр полностью контролирует себя и свою работу. Через программное обеспечение происходит управление потоками и переключение между различными режимами (в частности, если речь об использовании различных смесей).
Что интересно, у этого спектрометра есть опция автосэмплера на 38 образцов – не внешнего, а именно встроенного, что, как правило, не встречается по крайней мере у других производителей атомно-абсорбционных спектрометров, по крайней мере у общеизвестных. Для приборов с электротермической атомизацией эта опция еще встречается, а для пламени – разве что внешний, но не встроенный. В автосэмплере 32 места рассчитано на анализируемые образцы, 6 – на стандартные. Используются виалы для анализируемого образца объемом 6 мл.
Модель A3G с электротермической атомизацией имеет графитовый блок с поперечным нагревом, в котором стандартно обеспечивается температура до 3000°С. Программа нагрева включает до 10 ступеней, создавая условия для сушки, озоления, ввода пробы и очистки.
В этой модели также присутствуют все необходимые датчики для обеспечения безопасности и стабильной работы: контроль напряжения и температуры, датчики давления аргона, расхода воды, перегрева. Обеспечена защита от повреждения кювет. Кюветы используются графитовые (платформа с пиролитическим покрытием).
Прибор характеризуется очень хорошим пределом обнаружения на уровне 0,04 ppm. Повторяемость, например, по меди и кадмию обеспечена на уровне менее 2%.
Мощное программное обеспечение позволяет полностью управлять оборудованием.
Модель A3FG с обоими видами атомизации (пламя и электротермика) совмещает обе возможности в одном корпусе. Прибор имеет единый автосэмплер для пламени и электротермики. Очень интересна конструкция атомизатора: электротермический графитовый установлен за блоком пламенного и «въезжает» на рабочее место. Электротермический атомизатор приводится в рабочее положение программным обеспечением AAWin. Такая оригинальная схема ранее не встречалась у других привычных производителей.
Прибор работает в спектральном диапазоне 185 – 910 нм, имеет фокусное расстояние 300 нм, ширину щели – 0.1, 0.2, 0.4, 1 и 2 нм (она выбирается программным обеспечением автоматически). Используется однолучевая оптическая система. Разрешение по длине волны составляет 0,2±0,02 нм, воспроизводимость длины волны не превышает 0,05 нм.
Предусмотрен автоматический режим сканирования. Стабильность базовой линии – 0,005 AU / 30 мин.
На фотографии, включенной в этот слайд, изображен прибор, который уже стоит в лаборатории в Красноярске. Поэтому если у вас возникает задача выбора атомно-абсорбционного спектрометра, можно приехать в Красноярск, посмотреть, поработать, выяснить некие методические нюансы и решить для себя, подходит ли вам такой прибор под ваши задачи.
Китайские спектрометры серии А3 в настоящее время получаются дешевле даже по сравнению с российским «Квантом», потому что компания, производящая «Квант», после санкций увеличила цены практически вдвое: приборы с пламенной атомизацией стали стоить порядка 3 млн рублей, а с электротермикой – более 4 млн рублей.
Повторим: при выборе китайского оборудования в новых условиях очень желательно ориентироваться на то, чтобы видеть собственными глазами и проверить в работе прибор, покупка которого запланирована.
В рекомендациях по выбору атомно-абсорбционных спектрометров стоит добавить, что все во многом зависит от ламп: какое их количество нужно для конкретных задач.
Атомно-эмиссионный спектрометр от атомно-абсорбционного отличается тем, что является идеальным решением для случаев, когда нужно определять большое количество элементов (более 15).
Например, ряд современных атомно-абсорбционных спектрометров оснащены турелью на 8 ламп, каждая лампа – это свой элемент; есть многоэлементные варианты, но так или иначе использование атомно-абсорбционного спектрометра все равно медленнее, чем многоэлементный анализ с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой. В этом случае можно, во-первых, одновременно определять большое количество элементов, во-вторых – не нужно покупать никаких ламп и расходных материалов, в которых отпадает необходимость.
При наличии широкого круга задач это дает ощутимую гибкость: если сегодня нужно определять одни элементы, завтра – другие, послезавтра задача снова меняется, для атомно-эмиссионных спектрометров это вообще не проблема.
Кроме того, стоит учесть широчайший динамический линейный диапазон с низким фоном, двойной обзор плазмы и мощное программное обеспечение. Все это позволяет определять концентрации элементов от единиц ppt (тысячных долей) до 100%.
Метод ионизации в индуктивно связанной плазме гораздо более чувствителен и универсален, и ряд исследований – например, связанных с анализом воды – гораздо лучше производить в плазме, чем на атомно-абсорбционных спектрометрах, особенно если стоит задача определения большого количества элементов.
Такой прибор сам по себе дороже, поэтому атомно-эмиссионная спектрометрия еще до конца не вытеснила метод атомно-абсорбционной спектрометрии. Тем более что у последней есть некоторые свои преимущества, которые не дадут ему уйти с аналитического поля.
Компания NCS – это один из крупнейших производителей аналитического оборудования в Китае, дочерняя компания CISRI (China Iron & Steel Research Institute Group), что уже говорит о наличии базы и постоянных инвестиций, позволяющих этой компании развиваться. В 1985 г. здесь начали работу по исследованию метода индуктивно связанной плазмы, с 2010 г. производят коммерческие атомно-эмиссионные спектрометры, а с 2014 г. – и масс-спектрометры с индуктивно связанной плазмой.
Возвращаясь к продукции компании, стоит отметить прекрасную повторяемость измерений (относительное СКО сигнала составляет 1%) атомно-эмиссионных спектрометров Plasma3000, работающих в оптическом диапазоне от 160 до 950 нм.
Плазму в приборе можно наблюдать с двух направлений: обеспечены радиальный и аксиальный обзоры.
Отдельно следует упомянуть оптическую схему прибора.(Рис. 3)
Это Эшелле спектрометр с двухходовой призмой и продувкой аргоном, термостатированием при 38°С и охлаждением детектора до 35°С и ниже. Он снабжен мегапиксельным CCD-детектором (1024х1024 пикселя) с размером пикселя 24х24 мкм.
На слайде внизу приведена принципиальная оптическая схема, наверху – фото, отображающее, как эта схема выглядит в реальности. Она очень напоминает оптические схемы спектрометров Agilent, которые сами по себе очень классные – настолько, что сам факт реализации в спектрометре NCS похожей оптической схемы дает основания даже без личного осмотра и тестирования прибора утверждать, что это очень надежный инструмент.
Однако в Красноярске этот спектрометр был протестирован – в красноярской демонстрационной лаборатории его можно увидеть воочию. Результаты тестирования показали, что по пределам обнаружения и чувствительности этот инструмент находится на уровне лучших моделей ведущих западных производителей.
Пределы обнаружения кадмия и меди для NCS Plasma3000 составляют 0.2 и 0.4 мкг/дм3 соответственно, что можно сравнить с возможностями приборов от Thermo iCAP 7000, iCAP PRO, отчасти с Agilent 5800/5900 и что превосходит аналогичные параметры для Perkin Elmer Optima 8300. Действительно, в Китае, если правильно поискать, можно найти производителей ничуть не хуже привычных западных партнеров, прекративших сотрудничество с Россией.
Сильной стороной этой продукции NCS можно назвать то, что почти все расходные материалы для нее унифицированы к серии спектрометров iCAP от Thermo. Это значит, что пользовали, прежде работавшие на приборах от Thermo, смогут не только купить сходный по качеству китайский спектрометр, но еще и как-то заказывать запчасти, которые подойдут к уже привычным iCAP, и полностью быть уверенными, что работа будет продолжаться.
Стандартная система ввода, как обычно, состоит из кварцевой горелки, стеклянной распылительной камеры и стеклянного распылителя – все это стандартно.
Дополнительно можно купить системы ввода пробы для работы с плавиковой кислотой, органическими растворителями, гидридную приставку, увлажнитель распылительного потока (аргона) – все, как в приборах привычных нам западных производителей.
К этому прибору подходят различные автосэмплеры, есть возможность работать с приставками искрового и лазерного пробоотбора, если кто-то из металлургов заинтересован в этом. Так что по всем характеристикам прибор полностью находится на одном уровне с привычными нам западными спектрометрами и ничуть им не уступает. К тому же в Красноярске можно его «вживую» протестировать.
Масс-спектрометры NCS компания «Диаэм» тоже предлагает – главным образом совместную модель c HeXin ISP-MS1000, так как у компании есть соответствующий дистрибьюторский договор. По сути обе модели, изображенные на слайде – от HeXin и NCS – это одинаковые модели, хотя некоторые преимущества есть у первой.
Это стандартные надежные масс-спектрометры с автоматической юстировкой факела в трех координатах с точностью 0.1.мм и хорошей точностью.
В них предусмотрены различные системы отбора проб (кварц, система ввода плавиковой кислоты и высокосолевых растворов). Здесь стандартные конусы скиммер и сэмплер (никель), опционально доступна платина. Стержни квадруполя выполнены из молибдена, держатели – из высокочистого кремния. Диапазон масс – от 2 до 260 а.е.м.
Трудно добавить что-либо новое к информации об этих инструментах кроме того, что сам по себе метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой имеет свои преимущества как наиболее чувствительный. У него наилучший динамический диапазон, если сравнивать в рамках элементного анализа с атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектрометрией: масс-спектрометрия в таком случае метод наиболее чувствительный, универсальный, лучший. Но он же и самый дорогой в реализации: приборы стоят дороже, чем для атомно-эмиссионной спектрометрии. Однако, например, геологам может быть интересно, что определять редкие земли или тяжелые металлы этот метод способен на супернизких уровнях концентраций, в этом плане он гораздо лучше.
Интересно, что в рассматриваемых моделях, кроме форвакуумного насоса, есть два турбомолекулярных насоса с разделением потока. Такая автоматизированная трехступенчатая высокопроизводительная вакуумная система с защитой от несанкционированного доступа значительно сокращает время перехода в режим готовности по вакууму: он составляет не более 30 минут. Прибор держит высокий вакуум – на уровне 10-6 мБар. Это очень хорошо для масс-спектрометра, так как от уровня вакуума очень зависит точность и правильность результата.
Используемый в системе детектор – динодный электронный умножитель. Динамический диапазон составляет более 109.
Программное обеспечение полностью позволяет контролировать прибор, там есть очень гибкие настройки, в том числе по созданию различных форм отчетов. Результаты можно легко экспортировать в разные форматы.
Так что этот прибор характеризуется высоким качеством и хорошими характеристиками. Что касается возможность увидеть его в демолабораториях России – вопрос пока в стадии решения, но для российского рынка этот масс-спектрометр точно доступен.
Если говорить о подготовке пробы к анализу, прежде всего стоит упомянуть о системах для растворения проб. Для многих лабораторий это все еще инновация, так как в них до сих пор растворяют пробы на обычных плитках – и хорошо еще, если эти плитки установлены в вытяжном шкафу. Тем не менее от плиток давно пора переходить к растворению и кислотному разложению проб непосредственно в пробирках, и на рынке есть системы, которые позволяют это реализовать.
Первые такие устройства, ставшие доступными на территории России, назывались HotBlock от компании Environmental Express. Поэтому эта часть лекции имеет несколько интригующее название «Первые в мире. Вторые в Сибири». В Сибири на сегодня существует уже не один производитель такого оборудования.
«Диаэм» представляет нагревательные блоки HOT BOX 300, которые производятся непосредственно в Красноярске и позволяют нагревать образец до 300 градусов, работать как с обычными полипропиленовыми пробирками, так и с пробирками, сделанными из тефлона, а также фторопластовыми автоклавами, рассчитанными на давление до 40 атмосфер. Равномерный нагрев сосудов с растворяемыми пробами со всех сторон производится в коррозионно- и термостойком графитовом блоке.
Этот процесс – по сути имитация растворения в микроволновой печи. Дорогие системы микроволнового разложения сейчас с высокой долей вероятности сойдут на нет: у них останется очень маленькая ниша, и только какие-то тяжелые пробы типа горных пород нужно будет скорее всего по-прежнему растворять при большом давлении. А 90-95% проб лучше и правильнее всего растворять в закрытых пробирках, которые не фонят, не мешают – и в системах, которые, в отличие от плитки, обеспечивают равномерный нагрев со всех сторон. Это будет самое правильное разложение и самый правильный подход к пробоподготовке для элементного анализа (инструментального анализа).
Предлагаемая система обеспечивает полное растворение проб различной природы: геологических, биологических, масел, жиров, металлургических продуктов, почв, нефтепродуктов, зол, сточных вод и других.
Устройство позволяет разместить единовременно 54 пробирки на 50 мл или 35 пробирок по 100 мл на случай, если у кого-то методики регламентируют использование именно таких пробирок.
Это устройство очень практичное и невероятно полезное, поскольку обеспечивает как скорость и качество, так и безопасность разложения. Когда пробы разлагаются в закрытых пробирках, воздух в лаборатории лишен посторонних запахов, в то время как обычное растворение на плитках, особенно без вытяжных шкафов, приводит к существенному загрязнению воздуха. Поэтому использование современных систем для растворения проб – это еще и забота о сотрудниках лаборатории.
Система растворения проб в пробирках HOT BOX 300 снабжена графитовым блоком, имеет металлический корпус с коррозионно-стойким покрытием и эффективной термоизоляцией и цифровой температурный контроллер. Температура контролируется с помощью встроенной в блок термопары. Обеспечивается прогрев максимум до 300°С с шагом задания температуры в 1°С и равномерностью ее поддержания ±1.5°С. На случай разогрева выше 300°С предусмотрена независимая система отключения электропитания. Габариты устройства составляют 490 х 445 х 280 мм (Д х Ш х В), масса – 41 кг.
Кроме того, в Красноярске производятся нагревательные плиты, в частности HotPlate 350.
От других производителей доступны к поставке системы очистки кислот перегонкой без кипения, что очень важно для любых методов анализа, но в частности для атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии и тем более для масс-спектрометрии. Кислоты должны быть очень чистыми, чтобы исследователь смотрел, что находится в пробе (особенно если речь об определении примесей в следовых количествах), а не в используемой кислоте или воде. Эта лекция не затрагивает аспекты водоподготовки, так как это довольно широкая тема и она заслуживает отдельного внимания. Пока отметим, что чистота и кислот, и воды крайне важна в элементном анализе, а «Диаэм» может обеспечить соответствующие комплексные решения для лабораторий пользователей.
Пробирки для пробоподготовки также доступны любые.
Biologix, Servicebio, Nest – основные китайские производители, предлагающие разные пробирки: на 15 мл, 50 мл, в штативах и мешках, с юбкой и без. Все они подходят к системам кислотного разложения проб, доступны с разным дном – конусовидным, плоским, так что под любую задачу можно подобрать правильную пробирку.
Разумеется, для химиков важно не только и не столько аппаратное обеспечение эксперимента и приборы, на которых будет проводиться анализ, но и реагентика. Компания «Диаэм» сильна очень в плане поставки реагентов для любых задач.
Так, найден способ привозить реагенты с Sigma-Aldrich (Merck) – это очень важно, потому что у этого производителя самый широкий ассортимент. Правда, при каждом запросе сейчас приходится проверять, попадает ли нужный реагент под санкции: если не попадает, его поставку от Merck можно обеспечить.
Также доступна продукция немецкой компании neoFroxx, известной европейским качеством своих реактивов.
Кроме того, индийская компания CDH тоже предлагает очень хорошие реагенты, в том числе у них есть мультиэлементные стандарты для ICP, ICP-MS (спектрометров и масс-спектрометров с индуктивно связанной плазмой) хорошего качества. Следует проверять их наличие на складе, но заказ такой продукции на склад был у «Диаэм» в планах.
По-прежнему остается возможность обеспечить наших клиентов другими нужными реагентами, подготовленной водой, кислотами неизменно высокого качества.
Вопросы по поводу доступной продукции можно задать по электронной почте akm@dia-m.ru.
С помощью личного кабинета Вы сможете:
Сравнение
