质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、前言

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）FLASH 2000 CHNS 元素分析仪是一种高精度的自动化有机元素分析仪器，广泛应用于科研、化工、能源、食品及环境分析领域。该仪器采用动态燃烧法（Dynamic Flash Combustion）原理，在高温条件下将样品氧化生成 CO₂、H₂O、N₂ 和 SO₂ 等气体，通过热导检测器（TCD）测量其浓度，以计算碳、氢、氮、硫含量。

为了确保分析结果的准确性和可追溯性，必须建立校正曲线（Calibration Curve）。校正曲线是仪器分析中的核心数据模型，用于建立检测信号（峰面积或电压）与元素含量之间的定量关系。通过校正，可以将检测器信号转换为实际元素质量或百分含量。

本文将系统介绍 FLASH 2000 CHNS 的校正原理、方法建立步骤、标准样选择、数据处理及校准维护要求，帮助实验人员全面掌握校正曲线的构建与管理。

二、校正曲线的基本原理

FLASH 2000 CHNS 采用热导检测器（TCD）测定燃烧产物浓度。检测信号（峰面积）与样品中元素质量呈正比关系。通过分析一系列已知含量的标准物质，可绘制信号与元素含量之间的关系曲线，即校正曲线。

其数学表达式为：

$$Y=aX+b$$

其中：

• Y 为检测信号（峰面积或电压响应）；

• X 为元素质量（μg 或 mg）；

• a 为灵敏度系数（斜率）；

• b 为系统偏移量（截距）。

通过最小二乘法拟合获得参数 a、b，当相关系数 R² ≥ 0.999 时，认为校正曲线有效。

三、校正的意义

1. 保证分析准确性
   校正曲线可修正检测器灵敏度变化、气流波动或温度差异引起的信号偏差。

2. 实现定量计算
   仪器根据校正方程将信号强度自动换算为元素含量，实现自动定量。

3. 提高数据可比性
   通过统一校正方法，不同批次样品的结果具有一致性。

4. 满足质量体系要求
   ISO/IEC 17025 等标准要求所有定量分析仪器须定期校正。

四、校正曲线建立的总体流程

校正曲线建立通常包括以下步骤：

1. 系统准备与稳定；

2. 选择标准样品；

3. 样品称量与封装；

4. 设定校准方法参数；

5. 运行标准样分析；

6. 拟合校正曲线；

7. 验证与保存结果。

以下章节将详细说明各步骤的操作要求。

五、系统准备与稳定

1. 气体供应

• 载气：高纯氦气（≥99.999%）；

• 助燃气：高纯氧气（≥99.999%）；

• 压力稳定在 0.3–0.5 MPa。

2. 温度设置

• 燃烧炉：1020°C；

• 还原炉：650°C；

• 分离柱温度：70°C。

3. 预热与稳定

• 开机后预热至少 30 分钟；

• 运行空白样确认基线稳定（漂移 ≤ 0.1 mV）。

4. 系统检查

• 执行气密性测试（Leak Test）；

• 检查气流与阀门切换是否正常；

• 清洁进样器与燃烧垫。

六、标准样品选择

标准样品的质量和特性决定了校正曲线的准确性。

1. 常用标准物质

2. 标准样要求

• 化学成分稳定，纯度 ≥ 99%；

• 粒度细腻，易燃烧完全；

• 含量覆盖样品浓度范围；

• 吸湿性低、均匀性好。

七、样品称量与封装

1. 使用 0.01 mg 精度天平；

2. 称取样品 1.0–3.0 mg（根据含量调整）；

3. 放入高纯锡杯中；

4. 加入适量氧化钨助燃剂（对含硫样品必要）；

5. 紧密封口，防止漏气；

6. 样品编号与顺序应与软件输入一致。

八、校准方法设置

在 EagerSmart 软件中创建新方法，设定如下关键参数：

方法文件保存后可重复调用。

九、运行校准分析

1. 加载样品序列

• 在“Sample Table”中输入标准样编号、重量及理论含量。

• 设置分析顺序：空白 → 标准样1 → 标准样2 → …。

2. 运行过程

• 仪器自动进样、燃烧、还原、检测；

• 每次分析约 8 分钟；

• 软件实时显示信号峰形。

3. 空白扣除

• 空白锡杯信号用于背景修正；

• 自动扣除空白峰面积，防止系统误差。

4. 重复测定

• 每个标准样至少测定 2 次；

• 确认重复性 RSD ≤ 0.2%。

十、校正曲线的计算与绘制

1. 数据采集

仪器自动生成每个标准样的峰面积（A）与对应含量（C），记录为：

2. 曲线拟合

采用最小二乘法线性拟合：

$$A=aC+b$$

假设拟合结果为：

$$A=95C+200$$

相关系数 R² = 0.9997，说明线性良好。

3. 校准方程输入

软件自动生成校准参数（斜率、截距），存储于方法文件中。分析样品时，仪器根据此曲线将峰面积换算为元素含量。

十一、校正曲线的验证

1. 精度验证

使用中间浓度标准样（非用于校准）测定 3 次，计算结果偏差应 ≤ ±0.3%。

2. 线性验证

计算残差（实际值与拟合值之差）分布，确保无系统偏离。
R² ≥ 0.999 为合格；若低于此值，需重新校准。

3. 稳定性验证

同一曲线用于连续 20 次分析，信号漂移 ≤ ±0.5%。

十二、曲线类型与应用

1. 单点校正

• 适用于单一标准物质含量稳定、样品浓度范围窄的情况；

• 优点：操作简便；

• 缺点：不能补偿灵敏度变化。

2. 多点校正

• 常用于含量跨度大的样品分析；

• 通常选择 4–6 个不同含量点；

• 曲线线性优异，可长期使用。

3. 元素独立校正

FLASH 2000 CHNS 可分别为 C、H、N、S 元素建立独立曲线。不同元素响应系数不同，不可共用同一曲线。

十三、校正曲线的管理与维护

1. 定期更新

• 每月或每 200 次分析重新校准一次；

• 当更换耗材（还原铜、燃烧垫、检测池）后必须重新校准。

2. 数据保存

• 校正数据与曲线图应存档保存；

• 包括日期、操作人、标准样批号、参数及 R²。

3. 曲线失效判定
   出现以下情况时曲线需作废：

• R² < 0.998；

• 标准样偏差超过 ±0.5%；

• 燃烧峰形异常；

• 气路维护后未重新验证。

4. 备份管理

• 将方法文件与曲线数据复制到独立存储设备；

• 防止软件升级或系统重置导致数据丢失。

十四、常见校正问题与解决

十五、实例说明

以乙酰苯胺为标准样，建立 C、H、N 三元素校正曲线。测得结果如下：

分析表明校准线性良好，偏差极小，完全符合要求。该曲线可用于一般有机样品的常规分析。

十六、质量控制与再校正策略

1. 每日验证标准
   每天分析开始前运行一份标准样，若结果偏差超过 ±0.3%，应重新校正。

2. 曲线漂移监控
   通过长期趋势图（Trend Chart）监测灵敏度变化，判断是否需要再校准。

3. 维护后重新校准
   当以下操作完成后，必须建立新曲线：

• 燃烧管更换；

• 检测器维护；

• 气路调整；

• 软件升级。

十七、校正曲线在数据计算中的应用

分析样品时，EagerSmart 软件根据校正方程计算元素含量：

Ci=Ai−ba×mi×100C_i = \frac{A_i - b}{a \times m_i} \times 100Ci=a×miAi−b×100

其中：

• CiC_iCi：样品中该元素的质量百分比；

• AiA_iAi：检测峰面积；

• $a,b$：校正曲线参数；

• mim_imi：样品质量。

系统自动执行此计算并输出结果表，无需人工换算。