解讀全自動(dong)凱(kai)氏定(ding)氮儀國(guo)家標準指標

 ------尋找(zhao)到需求與參(can)數匹配的定氮儀

如何(he)找到一臺合適自己需求的凱氏定氮儀(yi)，是很多采購者或使用(yong)者比較(jiao)困惑的問題(ti)。上海(hai)赫冠儀器有限(xian)公司接觸無(wu)數用戶(hu)，體會到采購儀器難點：

由于(yu)對儀器本質的參(can)數(shu)和(he)(he)功能缺乏了解、對自己(ji)實(shi)際(ji)檢測(ce)需(xu)求(qiu)和(he)(he)儀器指標如何對接比較(jiao)模糊。就怕(pa)采購不合適(shi)的定氮儀(yi)(yi)放在實驗(yan)室---變(bian)成雞肋(lei)儀(yi)(yi)器、難辨參數的真(zhen)假害怕(pa)上當受(shou)騙。

為此(ci)對凱氏定氮(dan)儀的參數(shu)做些介紹和討論，解決采購的痛點。一個參數(shu)概念，可能包含(han)(han)著幾個含(han)(han)義、有(you)些參(can)數相互都有(you)一定(ding)的關聯，所以弄明白參數(shu)概念是消除(chu)模糊的方法。

一、凱氏定氮(dan)儀(yi)的(de)基礎(chu)指(zhi)標

根據凱氏(shi)定氮儀國家(jia)標(biao)準GB/T 33862-2017技術指標(biao)：

1.1 檢測范圍：0.1-210mgN

這是定氮儀測試時消化(hua)管內的氮量容許范圍(wei)。考察(cha)儀器的檢測能力。

1.2 示值誤差:全自動儀器市值誤差不超過1%

衡量全自動(dong)定氮儀性，通過(guo)計算人為定義的，可以(yi)校準。

1.3 回收率：半自動儀器回收率99-101%

衡量半自(zi)動(dong)定氮儀的數(shu)據性（相當(dang)于示值誤(wu)差），這是人(ren)為(wei)定義的。

1.4 重復性：儀器的相對標準偏差不應大于0.5%，6個數據或以上的統計結果。

這(zhe)指標是考察(cha)儀器本身的精密度(du)，是(shi)儀器本身質(zhi)量決定，不能校(xiao)準。

以上(shang)就(jiu)是定(ding)氮儀國家標準(zhun)定義的(de)三個技術指標，由于僅(jin)僅(jin)靠(kao)這(zhe)三指(zhi)標不(bu)能描述儀器(qi)的(de)特征(zheng)，所以定氮儀企業也引(yin)入了(le)以下(xia)指(zhi)標：

1.5，滴定(ding)精(jing)度(du)：*.****ul/步

精(jing)度：測量值(zhi)與真值(zhi)的接近程(cheng)度（baidu百科(ke)）

步(bu)：步(bu)進電機小計量單位，體(ti)現的是滴定泵能吐(tu)出(chu)小的標準酸體(ti)積。

滴定精度告訴(su)我們：滴定系統小計量單位可能產生的誤差。這指標是(shi)重復性誤差(cha)的貢獻者，該指(zhi)標越大重復性越差(cha)，這是儀器設(she)計就決(jue)定的了，無法校準(zhun)。

1.6,小滴定體積（ml)：系統通過步進電機的(de)(de)轉動，滴定管推出的(de)(de)小(xiao)標準酸的(de)(de)體(ti)積，表明(ming)系統(tong)的(de)(de)分辨率(lv)，考察的(de)是儀器的(de)靈敏(min)度(du)，注意小滴(di)定體積(ji)≧步(bu)(bu)進(jin)電(dian)機每步(bu)(bu)的體積。可(ke)以校(xiao)準。

1.7，線性范圍：兩個變(bian)量(liang)之間存在(zai)一(yi)次方(fang)函(han)數(shu)關系，就稱(cheng)線性關系。

在(zai)凱氏檢(jian)測中消化管氮(dan)量和(he)標準酸消耗體(ti)積即存在(zai)線性關系：

    y=14.01c(V-V0) =14.01cV-14.01cV0=kx+b

V0代表體積，ml

c代表標準酸濃度,mol/L

以上二個都是確定的常數。

Y代表消化管(guan)內氮量，mgN。

V代表標準酸滴定體(ti)積，單位：ml，

該(gai)函數告訴(su)我(wo)們：標準酸滴(di)定體積和消化管內氮量是線性(xing)關(guan)系。

該指標告訴(su)我們：消化管(guan)內(nei)氮量(liang)變化，儀器(qi)檢測(ce)數(shu)據的性范(fan)圍（部(bu)分用戶疑惑為何有個別(bie)樣(yang)品測(ce)不(bu)？就這(zhe)問題在作怪）。這是儀(yi)器本(ben)質的指標，不(bu)能校準。

1.8, 定氮儀可(ke)以使用標準酸濃度范圍(wei)：0.**---0.**mol/L.

高濃度標(biao)準酸滴(di)定(ding)不(bu)超調，低濃度標(biao)準酸滴(di)定(ding)不(bu)遲鈍，數據的。

這(zhe)指(zhi)標考察的是儀(yi)(yi)器可適用(yong)性。如果標準(zhun)酸使用(yong)范圍小，測高氮樣品(pin)就困難，測低氮樣品(pin)誤差(cha)就大（部分用(yong)戶忽略(lve)這(zhe)指(zhi)標而采(cai)購到(dao)不合適定氮儀(yi)(yi)）。可以小范圍的調整。

二、全(quan)自(zi)動定氮儀8個指(zhi)標內在相互關(guan)系和對用(yong)戶的意(yi)義

2.1、市(shi)值誤差（回收率）和重復性的關系

前面講了(le)重復(fu)(fu)性(xing)是儀器本質的指標，所(suo)以示值誤(wu)差包(bao)含重復(fu)(fu)性(xing)誤(wu)差、標(biao)定時的性誤差、檢(jian)測時儀器所產生的(de)各(ge)類(lei)誤差。所以二者的誤(wu)差關系是：示值誤(wu)差≧重復性(xing)誤(wu)差。

根據GB/T 33862-2017，示值誤差為1%，而重復性是0.5%.符合指標的邏輯。看(kan)下面圖(tu)1（上海赫冠(guan)定氮(dan)儀）和圖2：

圖1

圖2

圖1參數正常(chang)描述指標，圖2看出重復性誤差1%，就不能回收率是99.5%。這參數是自相矛盾的。用戶就要(yao)對回收率要(yao)提出懷疑(yi)（這是重要(yao)的指(zhi)標，不能混蒙過關）。

2.2，滴定精(jing)度與重(zhong)復性關(guan)系(xi)

儀器重復性關系到很多方面：氨氣是否蒸餾？試劑是否加了合適？蒸餾是否泄漏等這些都是不確定的因素，如果儀器裝配正常，儀器設置均合理情況下，滴定精度就成為重復性誤差的主要貢獻者。圖3描述了滴定精度0.0015ul/步，圖4所示滴定精度0.2ul/步，如果滴定1萬步圖3誤差15ul,可以接受。而圖4容許誤差2ml。這是不能接受的。圖4也和重復性RSD值0.5%有矛盾。那0.5%的重復性（重要指標）就要合理懷疑（部分用戶沒有意識二個指標的關聯，吃了暗虧）。

2.3，檢測范(fan)圍和(he)儀器容許使(shi)用標(biao)準酸關(guan)系

確定(ding)了消(xiao)化管(guan)內氮量范圍(wei)，就確定(ding)了標準酸濃度。這時你需要了解該定(ding)氮儀是(shi)否適合使用該濃度的(de)標準酸？

例(li)：消化管內有120mgN，假設滴定體積設定在20-30ml,那就需要標準酸在0.28-0.43mol/L范圍內。他告訴我們：檢測高含量樣品，需要定氮儀能滿足使用0.4mol/L或以上的標準酸。這才能滿足這樣品的需求。因為標準酸濃度越高對全自動定氮儀控制越難，這是有設計時確定的。0.1mol/L標準酸相(xiang)對比(bi)較容易控制。同樣你要(yao)檢測(ce)低含量樣(yang)品(pin)，比如土壤、含乳飲料等，儀器需要(yao)滿足(zu)0.01mol/L標準酸（一般定氮儀品(pin)牌(pai)不會(hui)主動告訴你標準酸使用范圍）。假設(she)某品牌告(gao)訴你(ni)：檢測范圍很寬(kuan)，但沒有告(gao)訴你(ni)儀器可以使用的標準酸使用范圍，你就要追問(wen)，確(que)認(ren)能滿足你實際需要(yao)標準酸濃度。（國(guo)家(jia)標準門檻太低，需要用戶多操心）

例：化肥、高氮化工產品、純蛋白粉等需要0.3-0.5mol/L，土壤或含乳飲料等需要0.01-0.05mol/L標準酸，一般食品、飼料需要0.05-0.2mol/L。

太高(gao)的標(biao)(biao)準酸(suan)濃度容易(yi)滴定過量而使(shi)數據偏差，儀器能(neng)用高(gao)濃度標(biao)(biao)準酸(suan)是儀器設計的結果。所(suo)以用戶(hu)應該(gai)了解儀器可以使(shi)用標(biao)(biao)準酸(suan)范圍，滿(man)足樣品檢測需求(qiu)。圖3（上(shang)海赫冠定(ding)氮儀）明確使用標準酸濃度范圍。圖4：測定范圍0.1-240mgN,但沒有可以使用標準酸濃度，那就需要追問，如果不能你需要的標準酸濃度，那就避免了掉坑。因為國家標準沒有任何要求，只能用戶自己要有意識。

圖3

圖4

2.4線性范圍和重復性的關系

注意：重復性它考察的是在相同氮量下進行統計(ji)計(ji)算，比如每根消化管內有20mgN。如果消化管內(nei)氮(dan)(dan)量(liang)不同那就(jiu)不在重復性(xing)考(kao)察范圍內(nei)。所以重復性(xing)指(zhi)標(biao)僅僅代表(biao)這點(dian)的(de)氮(dan)(dan)量(liang)能做。但實驗時消化管內(nei)的(de)氮(dan)(dan)量(liang)不同，且有(you)些較大的(de)差異。重復性(xing)指(zhi)標(biao)就(jiu)不能數據。定氮(dan)(dan)儀(yi)國家標(biao)準也沒有(you)對此約(yue)定。即定(ding)氮(dan)儀(yi)可以(yi)對不(bu)同(tong)氮(dan)量(liang)的(de)樣(yang)品的(de)重復性不(bu)作，所(suo)以(yi)在考察(cha)定氮(dan)儀時需要對線(xian)性范圍有明確的(de)的(de)品牌，比如赫冠。你在不(bu)同(tong)氮(dan)量(liang)樣(yang)品數據一致(zhi)性。這是對實驗室非(fei)常(chang)重要。

三，理解指標概念(nian)(nian)和概念(nian)(nian)間相互關系的意義(yi)

通過上面的討論，了解到(dao)：凱氏定(ding)氮儀國家標準技術門檻比較低，一些重要的(de)指標沒有納(na)入標準（主(zhu)要考慮國內(nei)基本水(shui)準）。這就給用戶選擇(ze)定(ding)氮儀帶(dai)來了不少困難。但(dan)只要理(li)解了定氮(dan)儀的(de)(de)基(ji)本指標(biao)的(de)(de)內涵及外延，以及相互關系。如果(guo)沒有明確的(de)指標或有相互矛盾的(de)指標，那(nei)要(yao)提高警惕。這樣你(ni)的(de)檢測(ce)需求就(jiu)能直接對接上儀器指標。

可(ke)以(yi)確(que)定：你所(suo)選購的定氮(dan)儀對數據(ju)性是有(you)保(bao)障(zhang)的(de)(de)(de)(de)前提下（可(ke)以要求把這(zhe)些指標作為合同附件），再探(tan)討其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能類是否滿(man)足你的(de)(de)(de)(de)檢測、數據(ju)處理、儲存、自動(dong)化、安全、便利(li)性等考(kao)量。如果基(ji)本的(de)(de)(de)(de)參數不能滿(man)足的(de)(de)(de)(de)話，其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)(de)所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能就(jiu)是空中(zhong)樓閣，再wanmei的功能代替不了數據的性（這一點必須切記）。

你(ni)的(de)理性(xing)的(de)選擇的(de)貢獻：

3.1，選(xuan)擇適合你需求的定(ding)氮(dan)儀，體現實驗室(shi)的水準，更是性價比的體現（便(bian)宜定氮儀(yi)不是高性價比）。

3.2，國產儀器水準提高，需要廠商的努力(li)研發、有更高的技術門檻(jian)國家(jia)標準、同時也需要用戶的明察秋(qiu)毫(hao)理(li)性(xing)的選擇。把國(guo)產及適合你需要的儀器搬(ban)上實驗桌(zhuo)，這是(shi)對(dui)國產儀器的支(zhi)持和(he)褒獎。

3.3，提高自身能力，拒絕“李鬼"纏身。

3.4，與大家共勉、共同提高國產定氮(dan)儀(yi)水準而努(nu)力

注：圖(tu)1-4均為(wei)網上粘(zhan)貼(tie)定氮儀指標(biao)，僅作為(wei)示范不作為(wei)特指。請勿對號入座。

作者：上(shang)海赫冠儀器有限公司(si)    

凱(kai)氏定氮儀國家(jia)標準制(zhi)定        趙文建

2021-9-1