适用范围:固体或液体样品中碳、氢、氮、硫(CHNS)的常规定量测定,覆盖食品与饲料、土壤环境、聚合物、石化等基质。
方法原理:改良杜马法。样品在富氧条件下高温燃烧,产物经还原与净化后进入气相色谱分离,最终由热导检测器(TCD)定量。各元素以相应气体(CO₂/H₂O/N₂/SO₂ 等)峰面积或峰高计量,通过校准系数换算为含量。
仪器构成要点:自动进样器、燃烧/还原反应器、载气与氧气控制模块、捕集净化系统、GC 分离柱、TCD 检测器、数据工作站与控制软件。
台面与环境:确保仪器稳固、通风良好,周围无强振源与强磁源;室温与湿度在实验室控制范围内,排气管路通畅。
电源:确认稳压与接地良好,UPS 正常。
气源:
载气(常用氦或氩)纯度满足方法要求,减压阀与过滤单元完好;
氧气瓶压力充足,流量控制器可调;
检查管线接头是否牢靠,近期是否更换干燥/净化填料。
耗材状态:锡杯/银杯、氧化剂、还原铜、吸水剂/吸酸剂、密封圈等库存与有效性。
软件与方法:登录指定账号,调用经验证的方法版本(含炉温、流量、时间程序、检测器参数、计算与报告模板)。
依次开启计算机、外设、仪器电源;打开软件进入“准备/预热”界面。
载气与氧气进样:缓慢打开钢瓶主阀,调节至方法规定压力与流量。
炉体升温:设置燃烧炉与还原炉至目标值(常见燃烧炉约900–1050 ℃、还原炉约600–750 ℃,以方法为准)。
基线稳定:保持载气通路畅通,运行空白程序或待机程序至基线噪声与漂移进入允许范围。
气密性检查(重点):
关闭氧气,仅保留载气;
软件执行气密/泄漏测试,判断压降或信号变化;
若泄漏,使用检漏液自进样端—反应器—色谱—检测器—排气的顺序逐点排查,紧固或更换密封件。
自动进样器自检:托盘归零、位置校验、升降/推进机构动作平滑无卡滞。
通道选择:确认处于 CHNS 通道,避免误用 O 或其他模式。
时间程序:燃烧、后氧化、还原、色谱分离与检测时间段设置正确,分析窗口覆盖所有目标峰并保留安全余量。
流量与氧剂量:
载气总流量与柱前/柱后分配符合方法;
点燃或脉冲氧剂量(如需要)满足样品最大负荷,避免过量导致峰展宽或残留。
检测器参数:TCD 桥流、平衡时间、采样频率、量程设定与自动零点策略。
计算与报告:密度/稀释、干基/湿基换算、蛋白质换算系数(如需要)、有效位数与四舍五入规则、出报告字段。
均质与干燥:固体样品研磨过筛至均匀细度,必要时低温干燥或冻干;液体样品充分混匀。
防潮与防挥发:易吸湿或挥发样品缩短暴露时间,必要时在干燥器内操作。
称量要点:
天平校准合格,皮重稳定;
常见称量范围:几毫克到数十毫克,依据基质与含量调节;
记录至 0.001 mg 或 0.01 mg(按方法),并在软件或样品清单中准确录入。
装杯技巧:
固体装入锡杯,压实、折封,避免缝隙夹带空气;
高硫或易爆燃样品减少装量并优化氧剂量;
液体或含氧分析常配银杯(本条为常识提醒,CHNS以锡杯为主)。
编码与顺序:建立“空白—标准—样品—质控—样品—空白”的序列,避免记忆效应;托盘标签与软件顺序一致。
选择标准物质:通用标准(如含 C、H、N、S 的有机物)或基质匹配标准;效期内、保存规范。
校准曲线:
单点 K 因子或多点曲线均可,建议覆盖样品含量范围;
每点重复 2–3 次,剔除异常值后拟合。
空白验收:连续空白峰形平直、响应在限值内;如偏高,检查漏气、载气纯度、耗材饱和等。
质控样:在样品中穿插已知含量的质量控制物,监控漂移与准确度。
验收判据:校准决定系数、残差、RSD、QC 回收率均满足本实验室控制图/方法限。
新建序列表:导入样品编号、称量、批次信息与备注;分配空白/标准/QC 位置。
进样托盘装载:
将折封良好的锡杯按顺序置入;
避免杯体变形、互相挤压;
高含量或复杂基质样品前后插入空白/低量样以冲洗系统。
启动批次:
先运行空白与校准,确认通过后自动进入样品;
开启实时监控界面查看基线、峰形、保留时间与系统压力。
异常中断:发现明显异常(峰乱、压力波动、漏气报警),立即暂停,保留当前数据并进入排错流程。
基线与噪声:短期噪声平稳、无周期性波动;长时间漂移在可控范围。
保留时间:关键组分保留时间漂移不超过方法设定;若整体移动,检查炉温、柱温、流量是否变化。
峰形:对称、无双峰或严重拖尾;过载峰提示称量超标或氧剂量不足。
记忆效应:高含量样品后低含量样出现“尾随”时,增加空白/延长冲洗或减少装样量。
气路与压力:载气/氧气压力稳态;异常抖动通常与泄漏、阀件卡滞或瓶压过低有关。
在线判定:设置自动判别规则(最小峰高、最大漂移、RSD 阈值),超限自动标记为“复测”。
积分与定量:使用统一积分模板;若需手动调整,遵循最小改动原则并记录理由。
校正:
空白扣除;
水分/灰分/干基换算(若适用);
蛋白质换算(如 Kjeldahl-N×系数,用于蛋白标注的行业场景)。
统计指标:重复测定的平均值、标准偏差、RSD、回收率;异常值经统计准则判定后处理。
质控审核:QC 在控则放行;若两点连续失控,停止样品放行,追因与重测。
报告输出:报告包含样品基本信息、方法版本、仪器编号、结果与不确定度/重复性、审核签名与日期;电子档与纸档一致存档。
批次收尾:插入 1–2 个空白确认系统残留已回归。
清扫程序:运行短程冲洗或高流量载气清扫,时间依基质而定。
待机或关机:
短暂停机建议置“待机”以保持温度与载气;
夜间/周末可降温与降流量,按SOP执行。
气瓶与阀门:长时间停机可关闭氧气并下调载气;注意下次开机的预热与再平衡时间。
台面整理:弃置用过的锡杯、清理落粉,擦拭托盘与称量区,更新耗材库存记录。
每日:检查压力/流量、查看基线记录、进样器导轨与卡爪是否顺畅、托盘是否清洁。
每周:检视泄漏点、紧固接口、清洁燃烧口与进样通道;必要时更换前端过滤垫。
每月:评估还原铜与净化填料的压降与容量,接近饱和及时更换;审阅质量控制图,评估趋势偏移。
每季度/半年:维护阀件与密封圈,校准流量计与温度通道;抽查校准曲线与积分模板一致性。
备件管理:常备密封圈、石英/陶瓷管、催化剂、净化剂、色谱柱段、TCD 易损件,建立更换台账。
培训复审:新增人员上线前必须通过理论与实操考核;老员工定期能力复核。
基线噪声大/漂移快:检查载气纯度与泄漏;确认炉温稳定;评估净化填料是否饱和;TCD 桥流与接地是否异常。
峰重叠或拖尾:柱温或流量偏离;样品量过大或氧剂量不匹配;柱端污染需再生或更换。
氮峰偏低:还原床效能下降或泄漏;样品含氮低于线性范围,需增加称量或改用多点校准。
硫回收差:氧化不充分或捕集饱和;高硫样品前后插空白并优化氧剂量。
保留时间漂移:总流量变化、柱温偏差、阀切换滞后;先看流量与温度,再查阀件与控制程序。
记忆效应:加大冲洗时间、穿插空白、降低装样量;必要时短程升温清洁。
进样失败/卡杯:检查托盘与推杆同心度、杯体变形、导轨异物;复位后空跑测试再上样。
无峰或全峰压顶:氧气误关/过量、载气断供、检测器量程设置不当;按“气—温—检—法”顺序逐项核对。
QC 失控:先复测 QC;若仍失控,停批回溯近几批空白/标准趋势,检查耗材更换与方法是否改动。
气瓶安全:固定稳固,缓慢开关,远离热源;定期检验减压阀与软管;操作佩戴护目镜与手套。
高温防护:炉体与反应管高温区域严禁裸手触碰;更换耗材须降温至安全温度并切断气源与电源。
排气与通风:燃烧产物需有效排出;实验室禁止明火,保持通风橱与报警装置有效。
电气与接地:防静电、防漏电;UPS 周检并记录。
化学品:标准物与溶剂分类存放,按SDS 处置废液与固废;高硫/含卤样品按专门流程操作。
仪器运行日志:日期/操作者/方法版本/炉温与流量/基线与噪声/异常与处置。
批次记录:样品清单、称量、序列、校准与QC 结果、放行判定。
维护台账:更换部件、耗材批号/到期日、检漏与校准记录。
偏差与CAPA:异常编号、根因分析、纠正与预防措施、复核有效性。
培训档案:上岗考核、年度复训、授权范围。
环境/气源/电源→开机预热→泄漏/基线检查;
载气与氧气达标→方法与参数核对→TCD 平衡;
称量与装杯→建立序列(空白/标准/QC/样品)→启动;
运行监控(基线、峰形、压力)→异常即停查因;
数据处理(空白扣除/曲线或K 因子)→QC 在控→签发报告;
批次收尾(空白确认/冲洗)→待机或关机→清洁与台账。
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