FlashSmart 是 Thermo Scientific 推出的一款高性能元素分析仪,能够实现碳 (C)、氢 (H)、氮 (N)、硫 (S) 以及氧 (O) 等元素(“CHNS/O”)的定量分析。
该仪器基于改良的 Dumas 方法(快速燃烧+转换)实现元素测定,适用于固体、液体、粘稠样品、有机/无机样本、多种基体类型。
从实验室需求来看,现代分析场景要求高精度、重复性强、高通量、自动化程度高、运行成本低。FlashSmart 正是为此类需求设计,以满足质量控制、研究开发、生产监测、环境检测、食品安全、石化、能源等多领域的元素分析需求。
总体而言,FlashSmart 提供的是:一台仪器、多种配置、覆盖 C/H/N/S/O,从低浓度至高含量范围;同时兼顾易用性与高效率。
FlashSmart 的命名中,“Flash”表明其采用快速燃烧(flash combustion)技术,样品在短时间内于高温下剧烈燃烧或热解,从而迅速转化为可测气体。“Smart”则体现其实验室自动化、数据智能处理、模块化灵活配置等特点。
其设计遵循“简化操作流程、最大化样品通量、保持高精度、兼容各种样品基体”的原则。官网明确提出其“设计简单且易用”“改善 CHNS/O 工作流程分析”“更高样本通量”“更高模块性”。
从手册可知,FlashSmart 系统包括以下典型组成部分:
样品接口,如自动进样器(MAS Plus autosampler)或液体注射器设备。
燃烧/热解炉(单炉或双炉配置可选)。
载气及氧气/氮气供应系统(氦或氩作载气,氧气用于燃烧,氮气作备用等)。
分析管路与热导检测器 (TCD);有时配备用于氧测定的热解管路。
控制与数据处理软件:EagerSmart™ 数据处理软件。
配置模块/可选附件:例如 MultiValve Control (MVC) 模块以增强自动化与载气切换。
典型操作路径如下:样品称量 → 放入进样装置 → 在炉中燃烧或热解 → 气体生成并经载气带入反应/还原装置 → 水分、杂质除去 → 气体分离 → 热导检测 → 软件生成数据报告。手册中对各配置(如 CHN、CHNS、CHN/O、CHNS/O)提供了不同的气路和反应器结构说明。
FlashSmart 可实现以下元素组合的测定:
C/H/N
C/H/N/S
C/H/N/O
C/H/N/S/O
N 或 N/蛋白质(N/Protein)等更多细分配置。
软件支持从 1 到 5 个元素的测定,覆盖各种分析需求。
采用热导检测器 (TCD) 作为主要检测手段,适用于测定生成气体中的元素含量。
燃烧方法基于改良 Dumas 方法,样品通过高温燃烧生成氮气、二氧化碳、水、SO₂、NOₓ 等气体,再转换为测定目标气体,氧含量则通常通过热解方式测定。
根据应用说明,FlashSmart 在 ASTM D5373 等标准方法下显示出出色的准确度、重复性与无基体效应。
例如,在高样重量条件下,单炉、双炉配置均可实现可靠的 N/C 测定结果,重复性满足实验室需求。
仪器支持自动化样品进样、双通道/多通道配置以提升通量。手册中提到可选双炉、双通道配置。
厂商宣传中指出“最高样品通量”“自动化操作全天候(24/7)”等特点。
FlashSmart 提供超过 20 种配置方案以满足不同应用与未来需求。
用户可以根据元素需求(如只测 N,或测 CHNS/O)、样品类型(固体、液体、粘稠)、通量需求、自动化要求来选择最适组合。未来若分析需求改变,还可以通过模块升级扩展配置。
仪器支持使用氦 (He) 或氩 (Ar) 作为载气,支持氮气 (N₂) 作为待机备用气体,从而节省运行成本。
载气切换、节气模式、双通道切换技术等,有助于提升效率、降低消耗。
EagerSmart 数据处理软件为仪器提供了完整的数据分析、报告生成、模板管理、元素计算(如蛋白质含量、热值、CO₂ 排放计算、经验式公式)等功能。
软件支持仪器方法模板、自动校正、分析记录、样本管理,提高用户操作效率和数据可靠性。
自动化是 FlashSmart 的一大亮点。首先,仪器可配备自动进样器(如 MAS Plus 固体自动样品盘、AI/AS 系列液体进样器)以支持批量操作。
其次,配备 MultiValve Control (MVC) 模块时,可实现双通道切换、载气自动切换、空闲期间自动待机等功能,进一步减少人工干预,提高通量和稳定性。
软件方面,EagerSmart 支持从样品数据录入、方法选择、校准、分析运行、结果报告、趋势监控、仪器维护记录等全流程管理。它还提供模板库,支持快速启动和切换应用场景。
此外,软件自动计算额外参数(如蛋白质含量、ρ值、排放量等)使得仪器不仅仅提供原始元素百分比,还可直接输出下游所需的衍生指标,提高实验室整体价值。
总而言之,自动化+智能软件极大减轻了操作人员负担,提高了实验室生产效率和数据一致性。
模块化一直是 FlashSmart 的核心优势之一。不同配置包括但不限于:N/Protein、N/Lubricant、NC/Soils、CHN、CHNS、CHN/O、CHNS/O、CHN/CHN 双通道、CHNS/CHNS 双通道等。
用户可根据自身样品类型和分析需求选择:
单炉还是双炉、单通道或双通道。
固体样品进样、液体样品、气体样品、滤膜样品等。
气体种类(氦、氩、氮)以及载气切换模块。
自动样品盘容量(例如固体可扩展至125个样本托盘)。
这种模块化让实验室能够先投资基础版本,随着样品量、样品类型、分析内容扩展,再升级模块而无需更换整机。软件支持多配置,多元素组合分析也在同一仪器上完成。
此外,在切换不同配置时操作复杂度低,系统识别配置变化、调整参数简便,有利于实验室多任务、多用户、多应用场景运行。
高通量、低停机时间是现代分析仪器的重要指标。FlashSmart 在这方面做出了多项优化。
自动样品盘容量大:例如 MAS Plus 自动样品盘可扩展至125个样本。
双通道/双炉配置可同时运行两套分析系统,显著提升样品吞吐能力。
载气切换、系统待机模式设计减少非分析时间、节省气体与能源。
操作流程简洁,软件自动生成报告,减少人工干预及潜在出错环节。
模块化设计意味着维护和备件更换简便,减少仪器停机时间。
综上,FlashSmart 可支持从日常质量控制、生产监测到高通量研发项目的样品分析需求。对于要求快速响应、样本量大、切换频繁的实验室尤为适合。
由于 FlashSmart 的灵活性与广泛元素组合能力,其可广泛适用于以下领域:
食品与饲料安全:测定蛋白质 (N含量)、C/H/N/S/O 含量,以支持营养分析、质控合规。厂商明确其 N/Protein 配置适用于农产品、食品。
环境/土壤/沉积物分析:土壤、有机废物、沉积物、滤膜样品的 C/N/S/O 分析。
石化、燃料、润滑剂、能源材料:润滑油、燃料、石油衍生物等中 N、S、O、C/H 含量检测。
化学合成、塑料、催化剂、纤维:有机化学产品、合成聚合物、橡胶、纤维材料中 CHNS 分析。
冶金、矿物、碳材料:石墨、金属粉、矿样中碳、氮含量测定。
因此,无论是研发实验室、生产监控部、质量保证部、环境监测机构,还是粮食检测中心,FlashSmart 都具备广泛适用性。
FlashSmart 在仪器运行与维护设计方面也体现了许多便捷性特征:
操作界面与软件友好:EagerSmart 软件支持模板、自动报告、校准历史记录,用户培训门槛低。
所有关键组件(炉、检测器、进样器、气体系统)结构清晰,维护人员可快速接入。手册中详细介绍了炉体、样品盘、气体连接、排气等。
载气及备用气源设计(例如在夜间/周末使用氮气替代氦或氩)节能且降低运行成本。
模块化结构意味着当某一模块需维护或升级时,可较快进行置换或替换,无需整机停机。
有文档说明系统可实现自动切换、节气,并支持 24/7 操作,大幅降低人工干预与停机时间。
从实验室运营角度来看,维护成本、培训成本、运行效率等都得到了优化。
综合以上各方面,FlashSmart 的性能优势可归纳为以下几点:
高精度与可靠性:采用成熟热导检测器与动态燃烧/热解方法,保证数据的准确度和重复性,无明显基体效应。
宽元素适用范围:可选测 C/H/N/S/O 中的任意组合,覆盖从简单到复杂的元素分析需求。
真正的自动化与高通量能力:大容量自动样本盘、双通道/双炉配置、软件全流程控制,使得仪器可应对大样本量与多任务运行。
模块化与扩展性强:超过 20 种配置供选,用户可随需升级、扩展,无需为未来需求重复采购。
优化的运行成本:载气切换、节气设计、自动化运行减少人工、减少气体消耗、降低单位分析成本。
操作简便、维护便利:软件界面清晰、方法模板齐全、构件布局合理、维护停机时间短。
广泛应用领域:覆盖食品、环境、化工、石化、材料、能源等众多行业,适用性强、灵活性高。
杭州实了个验生物科技有限公司