步琦凱氏定氮儀的注意事項(xiàng)及維護(hù)
凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)/氮的常用方法，該方法簡(jiǎn)單易操作，但由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及到的步驟（消化→蒸餾→滴定）以及使用的試劑較多，因此出現(xiàn)問(wèn)題后排查起來(lái)會(huì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
本文集合了客戶了經(jīng)常面臨的問(wèn)題，并一一給予解決方法，旨在幫助客戶實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)排查解決掉。
消解儀使用注意事項(xiàng)
快速消解儀為實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用而設(shè)計(jì)和構(gòu)建的。用途是通過(guò)加熱用濃硫酸在催化劑作用下消解樣品。抽吸裝置（如尾氣吸收儀 K-415 或水射泵（訂貨號(hào) 002913）必須連接到抽吸模塊上，以安全排出消解過(guò)程中出現(xiàn)的煙霧。
在使用前，需要檢查以下事項(xiàng)：
樣品管是否完好，如果發(fā)現(xiàn)樣品管破損（如有裂痕，劃痕或者撞擊的痕跡）立即更換新的樣品管，另外樣品管在使用一段時(shí)間也應(yīng)及時(shí)換新，建議使用 2~3 年后更換新樣品管1，訂貨號(hào)037377（300mL，4pcs）或11059690（300mL，20pcs），以保證安全。
水射泵側(cè)管需低于煙霧收集管出口，防止煙霧冷凝在管路里邊影響抽氣力度，可能降低消解效率。
消解過(guò)程中，需要注意：
水射泵流速要適當(dāng)，不能為了節(jié)約水流速過(guò)低，不能提供合適的負(fù)壓帶走煙霧。
硫酸不宜過(guò)少，防止干燒損壞樣品管。
加熱盡量按照指導(dǎo)逐漸升溫，防止樣品濺到試管壁上導(dǎo)致消解不完整，影響結(jié)果。
注意催化劑的比例和廠家品牌，防止鹽過(guò)多，冷卻后析出影響消解管的安裝。
如果發(fā)現(xiàn)有大量煙霧冒出，液體噴濺。請(qǐng)立即斷電，加大通風(fēng)，待樣品管冷卻后再進(jìn)行操作。檢查抽氣泵是否正常工作，以及玻璃和密封圈是否完好。
消解結(jié)束后，需要注意：
在完成消解后 30min 內(nèi)請(qǐng)勿使用立即冷水清洗樣品管或者直接蒸餾。溫度差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致玻璃自身產(chǎn)生形變而出現(xiàn)裂痕。需待冷卻完畢后，再清洗樣品管，并檢查是否玻璃完好。
要想延長(zhǎng)密封件的使用壽命，經(jīng)常用水對(duì)其進(jìn)行清洗，然后用軟布擦干清洗過(guò)的密封件。
明確禁止以下使用：
在通風(fēng)柜外進(jìn)行消解操作
在濃硫酸中消解樣品（如食物和飼料）時(shí)，可產(chǎn)生爆炸性硝基化合物。
在濃硫酸中對(duì)不明成分的樣品材料進(jìn)行消解。
使用在沖擊、摩擦、加熱或火花的情況下可引起爆炸或燃燒的樣品。
鋁塊消解儀：
K-446 在使用前除了需要檢查以上所需事項(xiàng)外，在使用后還需注意：
消解完后，廢液承接盤(pán)一定要放置在煙霧收集管底部，防止酸滴到加熱模塊上腐蝕設(shè)備。
加熱模塊上面的雜質(zhì)需及時(shí)清理干凈，以免影響加熱效率。
煙霧收集管需及時(shí)清潔，減少對(duì)玻璃的腐蝕。玻璃明顯有變薄或者紋路及時(shí)更換。
K-415 尾氣吸收儀：
配置 8%-10% 的氫氧化鈉溶液或者 20% 的碳酸鈉溶液 3L, 堿液中一般加入溴甲酚藍(lán)或溴甲酚綠作為指示劑（取少量固體粉末用乙醇溶解，再加入堿液中），也可加入酚酞指示劑。
吸收瓶中要加入固體顆粒的活性炭(顆粒直徑2mm ~ 6mm)，并在兩端加入玻璃棉。
打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，確保冷卻水打開(kāi)，利用旁通閥可調(diào)節(jié)抽吸性能。需要降低抽吸性能時(shí)，應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕將關(guān)閉閥門(mén)，使抽吸性能達(dá)到最大。
每天實(shí)驗(yàn)前檢查洗滌液是否需要更換，每次更換洗滌液時(shí)應(yīng)清潔墊圈、濾網(wǎng)和密封圈。檢查活性炭是否出現(xiàn)結(jié)晶，凝結(jié)，如有需更換。檢查玻璃器件，軟管及接頭是否有損壞。
凱氏定氮儀使用注意事項(xiàng)
使用凱氏定氮儀是將消化后的樣品（硫酸消化液）加強(qiáng)堿后反應(yīng)并生成 NH4+，并通過(guò)水蒸汽將NH4+ 帶入到硼酸中，最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，根據(jù)消耗的標(biāo)準(zhǔn)酸算出N的含量。乘以相應(yīng)的蛋白質(zhì)系數(shù)，即可得到蛋白質(zhì)含量。
標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試：
1. 蒸餾量偏低
進(jìn)行蒸餾儀蒸汽力度測(cè)試：預(yù)熱設(shè)備后，空樣品管蒸餾，蒸餾 5 分鐘，用量筒測(cè)量蒸餾液體是否達(dá)到 130mL 以上。
2. 蒸餾儀密封性測(cè)試
預(yù)熱設(shè)備，空白穩(wěn)定后，用同一方法測(cè)試 5 個(gè)硫酸銨或磷酸二氫銨樣品，看樣品回收率及平行性能否達(dá)到要求（回收率 98 - 102 %，RSD < 3）。
3. 設(shè)備冷凝水不足
檢查冷凝水管路連接水閥是否打開(kāi)？
檢查進(jìn)水濾網(wǎng)是否堵塞或損壞？
4. 設(shè)備不排空
檢查廢液管是否插到下水道或廢液桶的液面以下。
檢查抽吸瓶上下部閥門(mén)密封件是否老化或粘連。
凱氏定氮儀日常維護(hù)：
1. 清洗和檢查樣品管
每次使用儀器之前執(zhí)行此操作。清洗干凈后再次用二級(jí)純水將樣品管進(jìn)行潤(rùn)洗一次，同時(shí)檢查樣品管是否有破損情況，如有裂痕及破損，請(qǐng)停止使用該樣品管。
2. 清洗玻璃組件
設(shè)置清洗每天結(jié)束時(shí)，應(yīng)執(zhí)行清洗程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的沖洗。防噴濺保護(hù)器和冷凝器用水沖洗，去除殘留的氫氧化鈉。通過(guò)定期清洗，可延長(zhǎng)玻璃部件的使用壽命。清洗方法已預(yù)設(shè)，但可根據(jù)樣品管的尺寸進(jìn)行修改和調(diào)節(jié)。針對(duì)有樣品管排空的型號(hào)如：Multi K-365 及 K-375，我們建議在 300mL 樣品管中添加 200mL 以上的水，蒸餾設(shè)置 300s 以上。
3. 清洗和維護(hù)軟管和軟管連接
如實(shí)驗(yàn)間隔周期較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間未使用凱氏定氮儀，我們建議將所有試劑倒空，將軟管從試劑桶內(nèi)取出，并手動(dòng)排空管內(nèi)溶液，用水進(jìn)行清洗。尤其是堿液管路，長(zhǎng)時(shí)間不使用會(huì)導(dǎo)致 NaOH 結(jié)晶，防止對(duì)堿泵及管路造成損壞。
4. 清洗和維護(hù)防濺保護(hù)器
玻璃飛濺保護(hù)器：如果防濺保護(hù)器上部有殘留物，建議將其卸下，用清洗劑進(jìn)行清洗。
塑料防濺器：如果您看到空白值不斷增加，建議卸下防濺保護(hù)器。用清洗劑或超聲水浴進(jìn)行清洗。當(dāng)拆卸防濺保護(hù)器進(jìn)行清洗時(shí)，也要清洗密封件，以延長(zhǎng)其使用壽命。用清水沖洗后，用軟布擦干，重新安裝，并將防濺保護(hù)器裝回原位。
5. 全自動(dòng)滴定型號(hào)的維護(hù)
定期對(duì) pH 電極進(jìn)行校準(zhǔn)，默認(rèn)采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)，緩沖液可根據(jù)需要進(jìn)行修改，校準(zhǔn)后看兩個(gè)參數(shù)，斜率值和零點(diǎn)，電極斜率值（Slop）在 95%~103% 之間時(shí)，電極可正常使用，在 96.5%~101% 之間，電極狀態(tài)很好。
零點(diǎn)（pH(0)）在 6.4~8.0 之間時(shí)，電極可正常使用，越接近7越好。
pH 電極的電極零點(diǎn)和斜率可能因玻璃膜老化或隔膜變化（如污染）而改變，導(dǎo)致測(cè)得的電極斜率小，由此產(chǎn)生測(cè)量值不穩(wěn)定、平衡時(shí)間長(zhǎng)和結(jié)果不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。以下表格列出了電極斜率小常見(jiàn)的原因和排查措施。
總結(jié)常見(jiàn)應(yīng)用問(wèn)題及排查
氮含量太高 | |
原因 | 糾正措施 |
稱量誤差 | 檢查天平是否平穩(wěn)，天平周?chē)欠裼衅渌麅x器干擾，是否有靜電干擾 |
樣品或標(biāo)準(zhǔn)品污染 | 重新取樣，或更換標(biāo)準(zhǔn)品 |
玻璃器皿污染 | 清洗玻璃器皿 |
蒸餾殘留 | 減少液體總量，300mL 樣品管中的樣品量應(yīng)不超過(guò) 150mL，以避免樣品量過(guò)多噴濺嚴(yán)重；在堿加入樣品管前，使用水稀釋樣品管中酸也能減低噴濺程度 |
實(shí)驗(yàn)環(huán)境中有游離氨 | 檢查進(jìn)行定氮的實(shí)驗(yàn)室是否放置了氨水等含揮發(fā)性氨試劑 |
滴定劑濃度錯(cuò)誤 | 檢查滴定液的計(jì)算和濃度、 摩爾反應(yīng)系數(shù)（每摩爾鹽酸含 2 摩爾 H+、每摩爾硫酸含 2 摩爾 H+）、滴定劑系數(shù)；對(duì)滴定酸進(jìn)行標(biāo)定，重新計(jì)算 |
滴定系統(tǒng)、滴定管、玻璃管中有空氣 | 檢查滴定酸液位，如滴定酸不足及時(shí)補(bǔ)充，并在滴定系統(tǒng)上進(jìn)行排液操作 |
pH 電極故障 | 使用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)電極，必要時(shí)進(jìn)行更換，如使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖鹽進(jìn)行校準(zhǔn)多次仍不能通過(guò)滴定儀要求則建議更換 |
手工滴定指示劑變性 | 重新配置母液 |
計(jì)算錯(cuò)誤 | 重新計(jì)算，更換實(shí)驗(yàn)員對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果核對(duì) |
計(jì)算錯(cuò)誤 | 重新計(jì)算，更換實(shí)驗(yàn)員對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果核對(duì) |
氮含量太低 | |
原因 | 糾正措施 |
稱量誤差 | 檢查天平是否平穩(wěn)，天平周?chē)欠裼衅渌麅x器干擾，是否有靜電干擾 |
滴定劑濃度錯(cuò)誤 | 檢查滴定液的計(jì)算和濃度、 摩爾反應(yīng)系數(shù)（每摩爾鹽酸含 2 摩爾 H+、每摩爾硫酸含 2 摩爾 H+）、滴定劑系數(shù)；對(duì)滴定酸進(jìn)行標(biāo)定，重新計(jì)算 |
樣品或標(biāo)準(zhǔn)品污染 | 重新取樣，或更換標(biāo)準(zhǔn)品 |
樣品中的氮含量較高 | 減少樣品量，樣品中氮含量不可超過(guò) 200mg |
樣品轉(zhuǎn)移過(guò)程損失 | 避免天平轉(zhuǎn)移到樣品管過(guò)程中，樣品損失，或掛壁 |
玻璃器皿污染 | 清洗玻璃器皿 |
消解硫酸不足 | 增加硫酸用量（依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般常量法比如 1g 左右樣品試用 20mL 濃硫酸，半微量法使用 10 mL 濃硫酸） |
消化時(shí)發(fā)生泄漏 | 檢查抽吸模塊密封性 |
消解時(shí)發(fā)生噴濺 | 調(diào)整加熱檔，使消解儀緩慢升溫，避免樣品因噴濺造成損失 |
催化劑與硫酸比例不對(duì) | 糾正催化劑與濃硫酸的使用比例在 1：3-1：2 |
消解未完成 | 延長(zhǎng)消解時(shí)間，保證樣品澄清后繼續(xù)消解 30min |
消解后未冷卻完整 | 消解后冷卻至少 30 分鐘 |
NaOH 加入量不足或所用的 NaOH 濃度不正確 ( 應(yīng)為 32 %) | 糾正用量，直到可以觀察到在堿加入后樣品顏色發(fā)生變化 |
蒸餾時(shí)發(fā)生泄漏 | 進(jìn)行蒸汽力度測(cè)試 |
滴定劑濃度錯(cuò)誤 | 檢查滴定液的計(jì)算和濃度、 摩爾反應(yīng)系數(shù)、滴定劑系數(shù)；對(duì)滴定酸進(jìn)行標(biāo)定，重新計(jì)算 |
pH 電極故障 | 使用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)電極，必要時(shí)進(jìn)行更換，如使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖鹽進(jìn)行校準(zhǔn)多次仍不能通過(guò)滴定儀要求則建議更換 |
手工滴定指示劑變性 | 重新配置母液 |
計(jì)算錯(cuò)誤 | 重新計(jì)算，更換實(shí)驗(yàn)員對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果核對(duì) |
重復(fù)性不佳 | |
原因 | 糾正措施 |
稱量誤差 | 檢查天平是否平穩(wěn)，天平周?chē)欠裼衅渌麅x器干擾，是否有靜電干擾 |
樣品非均質(zhì) | 由于樣品的不均質(zhì)導(dǎo)致結(jié)果不平行，請(qǐng)重新均質(zhì)樣品 |
樣品或標(biāo)準(zhǔn)品污染 | 重新取樣，或更換標(biāo)準(zhǔn)品 |
樣品轉(zhuǎn)移過(guò)程損失 | 避免天平轉(zhuǎn)移到樣品管過(guò)程中，樣品損失，或掛壁 |
玻璃器皿污染 | 清洗玻璃器皿 |
消解時(shí)發(fā)生噴濺 | 調(diào)整加熱檔，使消解儀緩慢升溫，避免樣品因噴濺造成損失 |
消化時(shí)發(fā)生泄漏 | 檢查抽吸模塊密封性 |
尾氣吸收抽吸力不足 | 檢查尾氣吸收儀管路密封性，定期清洗尾氣吸收儀的泵 |
消解期間抽吸力太強(qiáng) | 使用旁路閥降低尾氣吸收裝置的抽吸力 |
消解未完成，消解時(shí)間太短 | 延長(zhǎng)消解時(shí)間，保證樣品澄清后繼續(xù)消解 30min |
蒸餾時(shí)發(fā)生泄漏 | 進(jìn)行蒸汽力度測(cè)試 |
蒸餾和滴定時(shí)攪拌器不工作 | 清洗攪拌器，必要時(shí)進(jìn)行更換 |
滴定系統(tǒng)、滴定管、樣品管中有氣泡 | 檢查滴定酸液位，如滴定酸不足及時(shí)補(bǔ)充，并在滴定系統(tǒng)上進(jìn)行排液操作 |
pH 電極校準(zhǔn)不正確或未校準(zhǔn) | 使用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)電極，必要時(shí)進(jìn)行更換，如使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖鹽進(jìn)行校準(zhǔn)多次仍不能通過(guò)滴定儀要求則建議更換 |
滴定管被堵塞、松脫、太短或損壞 | 檢查滴定管，清潔或重新連接 |
手工滴定指示劑變性 | 重新配置母液
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