賽默飛元素分析儀 FlashSmart 是一款高性能的有機元素分析系統(tǒng),采用杜馬斯燃燒法(Dumas Method)對固體、液體及糊狀樣品進行碳(C)、氫(H)、氮(N)、硫(S)、氧(O)等元素含量的快速精確定量分析。該儀器繼承了賽默飛在元素分析領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,具有高通量、高穩(wěn)定性與高度自動化的特征,廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境、能源、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥及材料等多個領(lǐng)域。
儀器采用模塊化設(shè)計,可根據(jù)分析任務(wù)靈活配置不同模塊,如 CHN、CHNS、CHNS/O 等組合,并能與自動進樣系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理軟件無縫銜接,實現(xiàn)連續(xù)多樣品分析。其燃燒、還原、檢測與數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)均通過自動控制系統(tǒng)精確管理,保證每次測試的可重復(fù)性與精度。
FlashSmart 元素分析儀基于杜馬斯燃燒原理:
樣品在高溫氧化氣氛中完全燃燒,生成 CO?、H?O、N?、SO? 等氣體產(chǎn)物。隨后,氣體產(chǎn)物通過一系列化學(xué)吸收和分離柱去除干擾成分,再由熱導(dǎo)檢測器(TCD)或其他高靈敏度檢測單元進行定量分析。通過與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的對比,系統(tǒng)可計算出樣品中各元素的百分含量。
整個分析過程分為以下步驟:
樣品燃燒:在約 950~1050℃ 的燃燒爐內(nèi),樣品與純氧接觸完全氧化;
還原反應(yīng):氣體產(chǎn)物通過還原柱,轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的分析組分;
氣體分離:混合氣體經(jīng)色譜柱分離后依次進入檢測器;
檢測與計算:檢測信號經(jīng)軟件自動積分、換算,輸出元素含量。
該原理無需化學(xué)消解,分析速度快、自動化程度高,特別適合高通量實驗室及質(zhì)量控制部門使用。
模塊化結(jié)構(gòu)
FlashSmart 支持多種分析配置,可在同一平臺上實現(xiàn) CHN、CHNS、CHNS/O 等多模式切換,無需更換整機,僅通過模塊更換即可擴展分析能力。
高通量自動化設(shè)計
可搭載自動進樣器,支持連續(xù) 100 位以上樣品分析。系統(tǒng)自動識別樣品編號、進樣順序與方法,減少人工干預(yù)。
精確的氣體控制系統(tǒng)
采用電子流量控制器(EFC)實現(xiàn)載氣與氧氣的精密流量調(diào)節(jié),保證燃燒完全與信號穩(wěn)定。
高靈敏度檢測單元
內(nèi)置高精度熱導(dǎo)檢測器(TCD),響應(yīng)快速、信號線性好,可精確識別微量元素差異。
智能化軟件系統(tǒng)
配備 Thermo Scientific EagerSmart 數(shù)據(jù)系統(tǒng),具備自動校正、峰識別、統(tǒng)計計算、結(jié)果追溯、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能,操作界面直觀友好。
維護便捷
燃燒管、還原管、色譜柱等關(guān)鍵部件采用抽屜式安裝設(shè)計,拆裝方便,維護周期長。儀器具備智能報警與日志記錄功能,便于操作人員追蹤問題。
穩(wěn)定性與重現(xiàn)性
每次分析時間可控制在 6~10 分鐘內(nèi),分析結(jié)果重復(fù)性優(yōu)于 ±0.2%,適合長期連續(xù)運行。
燃燒系統(tǒng):高溫燃燒爐、氧氣噴射系統(tǒng)、石英坩堝。
還原系統(tǒng):還原管、銅或其他還原劑填充物。
氣體凈化系統(tǒng):用于去除多余的 CO?、H?O 等副產(chǎn)物。
分離系統(tǒng):微型色譜柱,將不同組分依次分離。
檢測系統(tǒng):熱導(dǎo)檢測器(TCD),將氣體信號轉(zhuǎn)化為電信號。
氣體供應(yīng)系統(tǒng):高純氦氣或氬氣為載氣,氧氣用于燃燒。
進樣系統(tǒng):自動進樣盤及密封裝置,適用于固體與液體樣品。
控制與數(shù)據(jù)系統(tǒng):主控計算機、EagerSmart 軟件平臺。
開機檢查
確認載氣、氧氣瓶氣壓充足且連接牢固;
檢查儀器電源及電腦連接是否正常;
預(yù)熱燃燒爐和檢測器,待溫度穩(wěn)定。
樣品準(zhǔn)備
樣品應(yīng)均勻、干燥、無雜質(zhì);
固體樣品稱取 1–3 mg,液體樣品取 10–20 μL;
樣品封裝于錫杯或銀杯中,確保密封完好。
系統(tǒng)校準(zhǔn)
使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如苯甲酸、谷氨酸等)進行校準(zhǔn);
通過軟件建立校正曲線并驗證線性;
保存校準(zhǔn)文件以供批量分析使用。
運行分析
導(dǎo)入樣品列表,設(shè)定分析方法與序列;
啟動分析程序,系統(tǒng)自動完成燃燒、檢測與計算;
監(jiān)控實時曲線,確保峰形正常、基線穩(wěn)定。
結(jié)果輸出與保存
軟件自動生成報告,包含樣品編號、分析數(shù)據(jù)、偏差與統(tǒng)計值;
可導(dǎo)出至 Excel 或 LIMS 系統(tǒng),支持長期歸檔管理。
關(guān)機與維護
完成分析后,執(zhí)行系統(tǒng)清洗程序;
降低燃燒爐溫度,關(guān)閉氧氣與載氣;
清理進樣針、坩堝殘渣,定期更換吸附劑。
信號波動大
可能原因:燃燒不完全或氣體流量不穩(wěn)。應(yīng)檢查氧氣供應(yīng)及燃燒管填充狀態(tài)。
基線漂移
多因檢測器溫度不穩(wěn)定或氣路泄漏??芍匦旅芊饨涌诨蜓娱L預(yù)熱時間。
峰形異常
若峰拖尾或分裂,需更換色譜柱或凈化吸附劑。
樣品殘留過多
應(yīng)檢查坩堝位置、進樣器密封情況,必要時執(zhí)行高溫清洗。
分析結(jié)果偏高或偏低
檢查校準(zhǔn)曲線、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是否準(zhǔn)確,必要時重新標(biāo)定。
日常維護
每日分析結(jié)束后,運行系統(tǒng)清洗程序并記錄操作日志;
檢查吸附管填充物顏色變化,及時更換。
周期性維護
每周檢查氣路接頭及管線密封;
每月更換燃燒管與還原管填充材料;
每季度校正檢測器靈敏度并驗證線性。
耗材管理
常用耗材包括錫杯、銀杯、石英管、還原銅、吸附劑、密封墊等;
建議使用原廠規(guī)格材料以保證分析精度。
軟件維護
定期備份方法文件與數(shù)據(jù),更新軟件版本;
檢查通信連接,保持計算機系統(tǒng)穩(wěn)定。
操作人員應(yīng)具備實驗室安全培訓(xùn)資格;
高溫部件操作需佩戴防熱手套,防止?fàn)C傷;
氧氣瓶應(yīng)遠離火源并固定穩(wěn)固;
廢氣需經(jīng)吸收凈化后排放,符合實驗室環(huán)保規(guī)范;
不得隨意修改系統(tǒng)參數(shù)或拆卸電氣元件。
食品與飼料分析:測定蛋白質(zhì)含量、脂肪比例及有機組分;
農(nóng)業(yè)與土壤研究:分析有機碳、總氮及有機質(zhì)含量;
環(huán)境監(jiān)測:檢測沉積物、污泥及廢棄物中有機元素;
能源與煤質(zhì)分析:測定煤、石油、生物質(zhì)等燃料的元素組成;
化工與制藥:用于產(chǎn)品質(zhì)量控制及材料組成研究。
FlashSmart 的高通量能力使其可與實驗室自動化系統(tǒng)配合,實現(xiàn) 24 小時無人值守運行,適合大型檢測機構(gòu)或科研院所長期批量檢測。
在正式投入使用前,實驗室應(yīng)進行方法驗證,包括精密度、重復(fù)性、回收率及檢測限評估。
精密度測試:連續(xù)測定同一樣品 6 次,計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)應(yīng)小于 0.5%。
回收率測試:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與樣品比對,回收率應(yīng)在 98–102% 之間。
基線穩(wěn)定性:空白分析信號漂移不得超過±0.05 mV。
建立完善的質(zhì)量控制體系可確保分析結(jié)果長期穩(wěn)定可靠。
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