賽默飛(Thermo Fisher Scientific)FLASH 2000 CHNS 元素分析儀是一款高精度、多功能的有機(jī)元素分析系統(tǒng),用于測定樣品中的碳(C)、氫(H)、氮(N)和硫(S)含量。該儀器廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、能源材料、環(huán)境監(jiān)測、食品檢測、生物制品及藥物研究等領(lǐng)域。
本培訓(xùn)資料旨在幫助實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員系統(tǒng)掌握 FLASH 2000 CHNS 的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、操作流程、方法建立、結(jié)果分析、維護(hù)管理與質(zhì)量控制,以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo):
理解儀器運(yùn)行機(jī)制與核心分析原理;
掌握標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟與參數(shù)設(shè)置方法;
熟悉樣品前處理及分析流程;
能獨(dú)立進(jìn)行校準(zhǔn)、驗(yàn)證與結(jié)果判斷;
具備日常維護(hù)與故障排查能力。
FLASH 2000 CHNS 基于動(dòng)態(tài)燃燒法(Dynamic Flash Combustion)原理。樣品在高溫(約1020°C)下與氧氣反應(yīng),生成二氧化碳(CO?)、水(H?O)、氮?dú)猓∟?)和二氧化硫(SO?)等產(chǎn)物。
生成氣體經(jīng)還原、干燥與氣相分離后進(jìn)入熱導(dǎo)檢測器(TCD),利用各氣體導(dǎo)熱系數(shù)不同的特性,檢測信號(hào)強(qiáng)度與元素含量建立線性關(guān)系,實(shí)現(xiàn)定量分析。
儀器主要由以下五大系統(tǒng)構(gòu)成:
燃燒系統(tǒng):高溫燃燒管與氧氣脈沖系統(tǒng),用于完全氧化樣品;
還原系統(tǒng):還原管中充填還原銅,用于去除多余氧氣并將 NO? 還原為 N?;
干燥與凈化系統(tǒng):捕水劑、吸附劑去除水分及雜質(zhì);
氣體分離系統(tǒng):色譜柱分離 CO?、N?、H?O、SO? 等組分;
檢測系統(tǒng):熱導(dǎo)檢測器(TCD)記錄信號(hào)變化并輸出定量結(jié)果。
FLASH 2000 CHNS 可用于:
有機(jī)化合物中 C、H、N、S 含量測定;
農(nóng)業(yè)樣品(肥料、植物組織)分析;
石油化工與煤質(zhì)檢測;
食品營養(yǎng)成分與環(huán)境污染物分析;
材料科學(xué)與藥物研發(fā)。
培訓(xùn)內(nèi)容分為七個(gè)模塊:
| 模塊 | 內(nèi)容概要 | 目標(biāo) |
|---|---|---|
| 1 | 儀器結(jié)構(gòu)與原理 | 理解系統(tǒng)構(gòu)成與功能關(guān)系 |
| 2 | 開機(jī)與氣體管理 | 掌握啟動(dòng)流程與氣源要求 |
| 3 | 方法建立與參數(shù)設(shè)置 | 學(xué)會(huì)創(chuàng)建分析方法 |
| 4 | 樣品制備與分析流程 | 掌握稱樣、進(jìn)樣及檢測步驟 |
| 5 | 數(shù)據(jù)處理與校準(zhǔn) | 理解結(jié)果計(jì)算與曲線校正 |
| 6 | 日常維護(hù)與清潔 | 規(guī)范維護(hù)周期與操作 |
| 7 | 故障排查與安全管理 | 提升操作安全性與排障能力 |
室溫 20–25°C,濕度 40–60%;
氦氣、氧氣瓶壓力充足(≥10 MPa);
電源接地良好,穩(wěn)壓器工作正常;
檢查燃燒爐與還原爐溫控探頭連接可靠;
清潔投樣托盤,確保樣品位置正確。
打開氦氣與氧氣減壓閥,調(diào)節(jié)輸出壓力至 0.3–0.5 MPa;
啟動(dòng)儀器電源,進(jìn)入待機(jī)狀態(tài);
啟動(dòng)電腦與 EagerSmart 軟件;
執(zhí)行 Leak Test(泄漏檢測),確認(rèn)系統(tǒng)氣密性;
啟動(dòng)加熱模塊:
燃燒爐:1020°C;
還原爐:650°C;
分離柱溫度:70°C;
預(yù)熱 30–45 分鐘,待系統(tǒng)穩(wěn)定后開始分析。
在軟件中打開 “New Method”,設(shè)置以下參數(shù):
| 參數(shù) | 推薦值 | 說明 |
|---|---|---|
| 燃燒溫度 | 1020°C | 確保樣品完全燃燒 |
| 還原溫度 | 650°C | 保持氣體轉(zhuǎn)化充分 |
| 載氣流量 | 120 mL/min | 穩(wěn)定分離效果 |
| 氧氣脈沖體積 | 1.2 mL | 保證氧化反應(yīng)完全 |
| 氧氣注入時(shí)間 | 1.5 s | 控制燃燒速度 |
| 檢測器靈敏度 | 中檔 | 防止信號(hào)飽和 |
保存方法文件以便重復(fù)使用。
使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如乙酰苯胺)建立 C、H、N、S 校正曲線。
測定至少 4 個(gè)不同質(zhì)量點(diǎn)(如 0.5 mg、1 mg、2 mg、3 mg),軟件自動(dòng)繪制線性關(guān)系:
Y=aX+bY = aX + bY=aX+b
其中 Y 為信號(hào)峰面積,X 為元素質(zhì)量。要求相關(guān)系數(shù) R2 ≥ 0.999。
精確稱量樣品(1.5–3.0 mg);
放入高純錫杯中,用鑷子封口;
若樣品含硫或氯,加入少量氧化鎢助燃劑;
樣品編號(hào)與軟件輸入序列一致。
將樣品放入進(jìn)樣托盤;
軟件設(shè)定樣品序列:空白 → 標(biāo)準(zhǔn)樣 → 待測樣;
儀器自動(dòng)投樣、燃燒與檢測。
樣品進(jìn)入燃燒區(qū),與氧氣反應(yīng)生成 CO?、H?O、NO?、SO?;
氣體經(jīng)還原管轉(zhuǎn)化為 CO?、H?O、N?、SO?;
經(jīng)干燥系統(tǒng)去除水分;
分離柱將混合氣體按保留時(shí)間分離;
檢測器記錄信號(hào)并生成峰形。
每個(gè)樣品分析約 8–10 分鐘,系統(tǒng)自動(dòng)完成所有操作。
EagerSmart 軟件根據(jù)校正曲線自動(dòng)計(jì)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:
AiA_iAi:檢測峰面積;
a,ba,ba,b:校正參數(shù);
mim_imi:樣品質(zhì)量。
系統(tǒng)自動(dòng)生成:
樣品編號(hào)與含量表格;
峰形與積分圖;
校正曲線報(bào)告;
數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為 Excel、PDF 或 LIMS 格式。
| 項(xiàng)目 | 合格標(biāo)準(zhǔn) |
|---|---|
| 重復(fù)性(RSD) | ≤ 0.2% |
| 校正曲線 R2 | ≥ 0.999 |
| 空白漂移 | ≤ 0.05 mV |
| 標(biāo)準(zhǔn)樣偏差 | ≤ ±0.3% |
分析結(jié)束后運(yùn)行空白樣清洗系統(tǒng);
檢查氣瓶壓力與閥門狀態(tài);
清理進(jìn)樣托盤;
關(guān)閉電源與氣源。
更換捕水劑與吸附劑;
清洗燃燒墊與進(jìn)樣口;
檢查氣路密封。
拆洗燃燒管與還原管;
更換氧化銅、銀絲、還原銅;
清潔檢測器內(nèi)部。
校準(zhǔn)溫度控制系統(tǒng);
檢查電氣與氣流控制器(MFC);
更新分離柱。
操作前確認(rèn)爐體完全冷卻;
更換材料時(shí)佩戴防護(hù)手套;
不得使用未經(jīng)驗(yàn)證的溶劑或清洗劑。
| 問題現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方法 |
|---|---|---|
| 信號(hào)無響應(yīng) | 氣體中斷或檢測器未平衡 | 檢查氣源與基線狀態(tài) |
| 基線漂移 | 干燥劑飽和或氣體含水 | 更換捕水劑、檢查氣源 |
| 峰形不對(duì)稱 | 分離柱污染 | 反吹清洗或更換柱 |
| 樣品燃燒不完全 | 氧氣脈沖量不足 | 調(diào)整氧氣體積或檢查燃燒管 |
| 校正線性差 | 稱量誤差或標(biāo)準(zhǔn)樣失效 | 重新稱樣并校準(zhǔn) |
| 氣密性報(bào)警 | 接頭松動(dòng) | 緊固或更換密封墊圈 |
氣瓶安全
氧氣與氦氣瓶分開放置;
嚴(yán)禁油污接觸閥門;
操作時(shí)緩慢開啟閥門。
高溫防護(hù)
燃燒爐溫度超過 1000°C,嚴(yán)禁直接觸摸;
冷卻后方可拆卸部件。
電氣安全
確保電源接地;
禁止在帶電狀態(tài)下維護(hù)。
樣品安全
避免爆炸性或高氯樣品;
使用合適的助燃劑改善燃燒穩(wěn)定性。
緊急處理
若出現(xiàn)氣體泄漏,立即關(guān)閉氣源并斷電;
若溫控失靈,應(yīng)停止加熱并通知工程師。
培訓(xùn)結(jié)束后,應(yīng)通過以下方式評(píng)估操作能力:
| 評(píng)估項(xiàng)目 | 內(nèi)容 | 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) |
|---|---|---|
| 理論知識(shí) | 原理、結(jié)構(gòu)、參數(shù)理解 | ≥ 80 分 |
| 實(shí)操能力 | 開機(jī)、分析、關(guān)機(jī)流程 | ≥ 85 分 |
| 數(shù)據(jù)分析 | 校正曲線與結(jié)果判斷 | ≥ 90 分 |
| 安全意識(shí) | 操作規(guī)范與應(yīng)急能力 | 合格/不合格 |
通過考核者方可獨(dú)立操作儀器。
操作日志
每次分析需填寫《儀器使用記錄表》,包括日期、樣品批次、操作人、氣源壓力與維護(hù)內(nèi)容。
校準(zhǔn)記錄
保存所有標(biāo)準(zhǔn)樣分析結(jié)果、校正方程與驗(yàn)證報(bào)告。
維護(hù)記錄
每次清洗、更換部件后,記錄操作日期與耗材批次。
數(shù)據(jù)保存
電子數(shù)據(jù)定期備份至服務(wù)器或外部存儲(chǔ)設(shè)備。
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