一種杜馬斯定氮儀的校準方法

樊曉翠 萬忠明 焉 峰 崔 震 許愛華 裴志強 王樹德 朱 峰

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

1 引言

蛋白質是人和動物生存的六大營養素之一，是一切生命的物質基礎，而氮元素是植物發育、生長的三大營養素之一，國內常規檢測氮和蛋白質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酸、強堿，操作繁瑣、費時，產生的二氧化硫對人體有害且污染環境。而杜馬斯燃燒法無需樣品前處理，3min～5min可以完成樣品分析，如配有自動進樣器，能夠自動連續大批量檢測，具有環境友好、安全等優點。隨著人們對環境保護意識的日益增強，杜馬斯燃燒法成為蛋白質/氮含量測定的發展趨勢。

檢測數據的準確性和穩定性直接關系到實驗室檢測能力和檢測結果的公正性，要確保檢測數據準確，就需要對檢測設備進行周期性計量，保證檢測設備處于受控狀態[1，2]。示值誤差是測量儀器最主要的計量特性之一，反映了儀器的準確度，即測量儀器給出接近于真值的響應的能力；而儀器的重復性是儀器對同一樣品平行測定多次所測得的數據間相互一致性的程度。JJF 1321-2011 《元素分析儀校準規范》[3]中規定了杜馬斯定氮儀校準的項目和校準方法，沒有闡述實驗方法。本實驗對儀器的示值誤差[4]和測量重復性[5]兩個指標進行方法設計。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

D100杜馬斯定氮儀(濟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)測試條件

燃燒管溫度：900℃；

二級燃燒管溫度：850℃；

還原管溫度：850℃；

TCD檢測器溫度：60℃；

CO2流量值：650mL/min。

測試方法：O2流量值：150mL/min；通氧時間：40s；斷氧閾值：0%；自動歸零：180s；峰值預期：130s；積分重啟延時：0s。

(2)測試步驟

a、儀器連接：依次打開儀器和上位機軟件，軟件自動連接儀器；

b、氣密性檢測：點擊“自動撿漏”自動進行氣密性檢測；

c、儀器升溫：點擊“開始升溫”，待燃燒管溫度到達900±1℃、二級燃燒管溫度達到850±1℃、還原管溫度達到850±1℃、TCD檢測器溫度達到60±0.01℃時，可進行樣品分析；

d、空白測試：設定3個空白樣品，待基線變直后可進行樣品測試；

e、校準日常系數：稱量3個100mg左右天冬氨酸標準品進行分析，分析結束后，點擊“校準日常系數”，進行標準曲線校準；

f、樣品分析：分別稱取3個100mg左右乙酰苯胺、氯化銨和尿素標準物質進行分析，分析結束后按下列公式分別計算低、中、高3種不同標準物質的示值誤差。

(1)

式中：E—示值誤差，%；

Xs—標準值，%。

(3)檢測依據

參考JJF 1321-2011 《元素分析儀校準規范》規定，示值誤差不超過±3%。

2.2.2 測量重復性

(1)測試條件

燃燒管溫度：900℃；

二級燃燒管溫度：850℃；

還原管溫度：850℃；

TCD檢測器溫度：60℃；

CO2流量值：650mL/min。

測試方法：O2流量值：150mL/min；通氧時間：40s；斷氧閾值：0%；自動歸零：180s；峰值預期：130s；積分重啟延時：0s。

(2)測試步驟

a、校準日常系數：稱量3個100mg左右天冬氨酸標準品進行分析，分析結束后，點擊“校準日常系數”，進行標準曲線校準；

b、樣品分析：稱取7個100mg左右氯化銨進行重復測試，分析結束后按下列公式計算測量重復性。

(2)

式中：Xi—每次測量數值，%；

n—測量次數。

(3)檢測依據

參考JJF 1321-2011 《元素分析儀校準規范》，RSD≤2%。

3 結果與討論

3.1 示值誤差數據(表1)

表1 示值誤差數據

3.2 測量重復性數據(圖1、表2)

圖1 GBW(E)060322氯化銨標樣色譜圖

表2 測量重復性數據

3.3 討論

基于濟南海能股份有限公司研發的D100杜馬斯定氮儀，分析了杜馬斯定氮儀校準的實驗條件和實驗過程。實驗測得不同濃度標準物質最大的示值誤差為0.3%，氯化銨測量重復性RSD為0.1%，說明該儀器的測量準確性和一致性良好。