一種杜馬斯定氮儀的校準(zhǔn)方法

樊曉翠 萬(wàn)忠明 焉 峰 崔 震 許愛(ài)華 裴志強(qiáng) 王樹(shù)德 朱 峰

(1. 山東省計(jì)量科學(xué)研究院， 濟(jì)南 250014 ；2.山東省社會(huì)公正計(jì)量行， 濟(jì)南 250014；3.濟(jì)南海能儀器股份有限公司， 濟(jì)南 250014；4.泰安市計(jì)量科學(xué)研究所， 泰安 271000；5.山東省計(jì)量檢測(cè)中心， 濟(jì)南 250014；6.青島博睿光電科技有限公司， 青島 266000；7.日照市計(jì)量測(cè)試所，日照 276800)

1 引言

蛋白質(zhì)是人和動(dòng)物生存的六大營(yíng)養(yǎng)素之一，是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，而氮元素是植物發(fā)育、生長(zhǎng)的三大營(yíng)養(yǎng)素之一，國(guó)內(nèi)常規(guī)檢測(cè)氮和蛋白質(zhì)的方法是凱氏定氮法，但在該方法中，樣品前處理需要使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，產(chǎn)生的二氧化硫?qū)θ梭w有害且污染環(huán)境。而杜馬斯燃燒法無(wú)需樣品前處理，3min～5min可以完成樣品分析，如配有自動(dòng)進(jìn)樣器，能夠自動(dòng)連續(xù)大批量檢測(cè)，具有環(huán)境友好、安全等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，杜馬斯燃燒法成為蛋白質(zhì)/氮含量測(cè)定的發(fā)展趨勢(shì)。

檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力和檢測(cè)結(jié)果的公正性，要確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，就需要對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行周期性計(jì)量，保證檢測(cè)設(shè)備處于受控狀態(tài)[1，2]。示值誤差是測(cè)量?jī)x器最主要的計(jì)量特性之一，反映了儀器的準(zhǔn)確度，即測(cè)量?jī)x器給出接近于真值的響應(yīng)的能力；而儀器的重復(fù)性是儀器對(duì)同一樣品平行測(cè)定多次所測(cè)得的數(shù)據(jù)間相互一致性的程度。JJF 1321-2011 《元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》[3]中規(guī)定了杜馬斯定氮儀校準(zhǔn)的項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法，沒(méi)有闡述實(shí)驗(yàn)方法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器的示值誤差[4]和測(cè)量重復(fù)性[5]兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行方法設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

D100杜馬斯定氮儀(濟(jì)南海能儀器股份有限公司)；ME55電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)。

2.1.2 試劑

乙酰苯胺(GBW(E)060239)，氯化銨(GBW(E)060322)，尿素(GBW09201)，L-天冬氨酸(濟(jì)南海能儀器股份有限公司)；二氧化碳(純度≥99.999%)，氧氣(純度≥99.999%)，氧化銅(氧化劑)，鉑催化劑(催化劑)，高氯酸鎂(催化劑)。

2.2 條件

2.2.1 示值誤差

(1)測(cè)試條件

燃燒管溫度：900℃；

二級(jí)燃燒管溫度：850℃；

還原管溫度：850℃；

TCD檢測(cè)器溫度：60℃；

CO2流量值：650mL/min。

測(cè)試方法：O2流量值：150mL/min；通氧時(shí)間：40s；斷氧閾值：0%；自動(dòng)歸零：180s；峰值預(yù)期：130s；積分重啟延時(shí)：0s。

(2)測(cè)試步驟

a、儀器連接：依次打開(kāi)儀器和上位機(jī)軟件，軟件自動(dòng)連接儀器；

b、氣密性檢測(cè)：點(diǎn)擊“自動(dòng)撿漏”自動(dòng)進(jìn)行氣密性檢測(cè)；

c、儀器升溫：點(diǎn)擊“開(kāi)始升溫”，待燃燒管溫度到達(dá)900±1℃、二級(jí)燃燒管溫度達(dá)到850±1℃、還原管溫度達(dá)到850±1℃、TCD檢測(cè)器溫度達(dá)到60±0.01℃時(shí)，可進(jìn)行樣品分析；

d、空白測(cè)試：設(shè)定3個(gè)空白樣品，待基線變直后可進(jìn)行樣品測(cè)試；

e、校準(zhǔn)日常系數(shù)：稱量3個(gè)100mg左右天冬氨酸標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分析，分析結(jié)束后，點(diǎn)擊“校準(zhǔn)日常系數(shù)”，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)；

f、樣品分析：分別稱取3個(gè)100mg左右乙酰苯胺、氯化銨和尿素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行分析，分析結(jié)束后按下列公式分別計(jì)算低、中、高3種不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的示值誤差。

(1)

式中：E—示值誤差，%；

Xs—標(biāo)準(zhǔn)值，%。

(3)檢測(cè)依據(jù)

參考JJF 1321-2011 《元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定，示值誤差不超過(guò)±3%。

2.2.2 測(cè)量重復(fù)性

(1)測(cè)試條件

燃燒管溫度：900℃；

二級(jí)燃燒管溫度：850℃；

還原管溫度：850℃；

TCD檢測(cè)器溫度：60℃；

CO2流量值：650mL/min。

測(cè)試方法：O2流量值：150mL/min；通氧時(shí)間：40s；斷氧閾值：0%；自動(dòng)歸零：180s；峰值預(yù)期：130s；積分重啟延時(shí)：0s。

(2)測(cè)試步驟

a、校準(zhǔn)日常系數(shù)：稱量3個(gè)100mg左右天冬氨酸標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分析，分析結(jié)束后，點(diǎn)擊“校準(zhǔn)日常系數(shù)”，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)；

b、樣品分析：稱取7個(gè)100mg左右氯化銨進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，分析結(jié)束后按下列公式計(jì)算測(cè)量重復(fù)性。

(2)

式中：Xi—每次測(cè)量數(shù)值，%；

n—測(cè)量次數(shù)。

(3)檢測(cè)依據(jù)

參考JJF 1321-2011 《元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》，RSD≤2%。

3 結(jié)果與討論

3.1 示值誤差數(shù)據(jù)(表1)

表1 示值誤差數(shù)據(jù)

3.2 測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)(圖1、表2)

圖1 GBW(E)060322氯化銨標(biāo)樣色譜圖

表2 測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)

3.3 討論

基于濟(jì)南海能股份有限公司研發(fā)的D100杜馬斯定氮儀，分析了杜馬斯定氮儀校準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同濃度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最大的示值誤差為0.3%，氯化銨測(cè)量重復(fù)性RSD為0.1%，說(shuō)明該儀器的測(cè)量準(zhǔn)確性和一致性良好。