该方法旨在利用 FlashSmart 元素分析系统,采用改良的 Dumas 燃烧法(以及在含氧测定时的热解法)对样品中的碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)、氧(O)等元素含量进行定量测定。适用多种矩阵,包括固体、液体、粘稠体、易挥发物、无机/有机混合样品等。
此外,该方法也可用于按标准方法(例如 ASTM、ISO、AOAC 等)进行校准与验证。
实验结束后应得出每个样品中各元素含量(例如以 %(w/w)计或以 mg / g 计),并生成完整报告。
首先识别样品类型:固体(如粉末、片材、土壤)、液体(如油脂、润滑剂)、粘稠物、生物样品、土壤/沉积物等。不同类型须预处理方式不同。
若样品含水分或挥发分,建议将样品在 105 ℃ 左右烘干若干小时至恒重,以减少水分影响。
固体样品建议研磨、混匀至细粉末状态,以提高代表性和反应均匀性。
若样品为片材、纤维或块材,可先切碎至适合称量体积。
对于油脂或粘附物可进行预处理,如用适当溶剂(如乙醇、丙酮)脱脂,再烘干。
对于土壤、沉积物样若目标为有机碳/无机碳,则可能需要酸化处理以去除碳酸盐。
根据方法设定称样范围(例如几 mg 至数百 mg ,视元素含量及分析模式而定)。
使用高精度天平(通常 0.1 µg 或 0.01 mg 级别)进行称量,并记录称样质量。
将样品放入适合的样品杯/坩埚(如锡箔杯、银/镍坩埚等),并封装或焊封(防挥发损失)后装入自动进样器盘位。
同时准备标准样、空白样及重复样:标准样用于校准,空白样用于监控背景,重复样用于监控重复性。
在软件中输入样品编号、称样质量、样品类型、备注等信息。
将样品置入自动进样盘中,并确认其在托盘中的位置与软件中设定一致。
在软件中选择适合的分析模式:如 CHN、CHNS、CHN/O、CHNS/O、N/Protein、NC 等。以此决定反应器类型、气体设置、配置通道。
选择已知含量的标准样品(如标准有机化合物或认证参考物质)用于构建校准曲线。
设定不同浓度或不同质量的标准样(如 1 mg、2 mg、5 mg)以建立线性响应。
在软件中定义校准点数量、拟合方式(例如线性拟合)、合格标准(如 R² ≥ 0.999)等。
在样品序列中安排空白样、标准样、样品、重复样等。建议样品批次前插入空白及标准,再每 N 个样品后插入重复或空白校验。
输入自动进样参数:样品盘位号、进样延时、冷却时间、进样顺序等。
在方法参数中设定载气类型(如 He 或 Ar)及流速,氧气注入量及注入时间。
设定燃烧/热解炉温度、反应器类型(单反应器或双反应器系统)以及色谱柱温度程序。
设定气相分离柱类型、长度、温度、程序。
设置检测器(通常 TCD)工作温度、灵敏度、积分条件、峰识别条件。
在软件中定义报告格式:输出各元素含量、样品编号、称样质量、K 因子、RSD、偏差、状态标记(合格/警告/失败)。
设定质控限:如重复样 RSD < 1%、空白信号低于某阈值、标准样偏差 ±2%。
将该方法保存为模板,并记录方法版本、修改人、修改日期等,以便实验室质量管理(如 ISO 17025)追溯。
开启仪器电源,启动 FlashSmart 系统。
确认载气、氧气气源正常、压力稳定。
等待炉体升温至设定燃烧/热解温度,直到系统显示 “Ready” 状态。
插入样品盘,确保样品位置与软件预设一致。
关闭进样器门,确认密封。
在软件中选择已设定方法,点击 “Start Sequence” 开始运行。
系统按照设定顺序自动进样:样品进入炉体被载气送至燃烧/热解反应器、生成气体通过色谱柱分离、检测器测量信号。
在运行过程中监控基线稳定性、峰形、载气压力、反应器温度、样品剩余量等。若发现异常(如基线漂移严重、峰拖尾、信号超出量程)应暂停并检查。
当全部样品完成后,软件自动生成报告,包括校准数据、样品结果、质控项状态。
检查报告中是否有警告或失败标志,并判断是否需要重测。
将结果导出为 Excel、PDF 或 CSV 等格式,按照实验室档案要求保存。
将标准样、空白样、重复样、样品数据与批次信息一起归档。
检查标准样偏差是否在允许范围内。
检查重复样的 RSD 是否满足设定限值。
检查空白信号是否低于设定限。
检查样品含量是否在校准曲线适用范围内。若超出,应按要求稀释或浓缩样品后重测。
若出现样品含量低于检测限或超出量程,应在报告中注明并建议复测。
整理最终报告,包括样品编号、称样质量、测定日期、操作人员、仪器编号、校准状态、各元素含量、单位、质控状态、备注。
确认报告符合实验室管理制度(包含签字、盖章、编号)。
每批次定期插入标准样、空白样、重复样。
定期检查载气流速、氧气注入量、反应器寿命、色谱柱状态等。
在首次使用或重大更改(如更换反应器、色谱柱、样品类型发生较大变化)时,应开展方法验证,包括检测限、定量限、重复性、准确性、线性、漂移等。
验证完成后记录验证报告并保存为版本控制文档。
根据仪器状态和实验量设定校准周期(如每天、每批次、每 N 个样品插入一次标准重测)。
监控 K 因子的变化趋势,当 K 因子大幅偏移时应重新校准。
定期(如每月或每季度)检查反应器、色谱柱、进样器、气体管路,执行维护或更换。
样品称量要准确,误差会直接影响结果。
样品预处理必须彻底(如除水、除杂、脱挥发分),否则可能影响燃烧或热解效率。
气体纯度、流速、压力必须稳定,波动会导致基线不稳、重复性差。
炉温、反应器效能(氧化、还原催化剂)必须保持良好状态,如催化剂失效可能导致燃烧不完全。
在氧测定模式中,热解通道必须密封良好,避免漏气或空气进入。
样品含量若超出校准范围,应调整称样量或稀释样品;低于检测限时亦应注意。
色谱峰拖尾、峰分离差、基线漂移大等问题需及时处理(如更换色谱柱、清洁反应器、更换载气过滤器)。
实验室应建立操作规范(SOP)并培训操作人员,确保方法一致执行。
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