定氮儀的工作原理

定氮儀，是檢測種子、乳制品、飲料、飼料、土壤及其他農副產品中氮含量的專用儀器。定氮儀是根據蛋白質中氮的含量恒定的原理，通過測定樣品中氮的含量從而計算蛋白質含量的儀器。因其蛋白質含量測量計算的方法叫做凱氏定氮法和杜馬斯燃燒定氮法，故分別被稱為凱氏定氮儀和杜馬斯定氮儀，又名蛋白質測定儀、粗蛋白測定儀。

定氮儀適用范圍

定氮儀用凱氏方法檢測谷物、食品、飼料、水、土壤、淤泥、沉淀物和化學品中的氨、蛋白質氮含量、酚、揮發性脂肪酸、二氧化硫、乙醇等含量。具有相當好的性價比，僅僅滴定過程需要人工操作一下，非常適合實驗室及檢驗機構常規檢測。廣泛用于食品、農作物、種子、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質含量分析。

定氮儀的工作原理：

蛋白質測定儀(俗稱定氮儀)以國際凱氏定氮法為依據，進行設計制造的，此儀器主機采用蒸氣自動控制發生器，在液位穩壓器的配合下，使蒸氣在數十秒時間內平穩輸出供蒸餾器使用。

diyi執行機關控制下的堿液流經蒸餾管進入定量消化管，使固定在酸液里的氨在堿性條件下揮發。第二執行機關控制下的蒸氣對堿性條件的試樣再進行蒸餾，使氨徹底揮發，揮發的氨被冷凝器冷凝下來，完全地被固定在硼酸之中，然后用標準酸對其滴定到終點，計算出氮的含量，再乘以換算蛋白質的系數得出蛋白質的含量。

定氮儀-凱氏定氮法

凱氏定氮法原理

凱氏定氮法是測定化合物或混合物中總氮量的一種方法。即在有催化劑的條件下，用濃硫酸硝化樣品將有機氮都轉變成無機銨鹽，然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨，隨水蒸氣餾出并為過量的酸液吸收，再以標準酸滴定，就可計算出樣品中的氮量。由于蛋白質含氮量比較恒定，可由其氮量計算蛋白質含量，故此法是經典的蛋白質定量方法。

凱氏定氮法缺陷

從凱氏定氮原理可以知道：凱氏定氮法是將含氮有機物轉變為無機氮硫酸銨來進行檢測，以得到含氮量的測定值乘以一定系數得出蛋白質含量。而含氮有機物不僅僅是蛋白質，還有三聚氰胺等等。在加上食品中蛋白質含量的現行國家標準和國際通行測定方法是經典凱氏定氮法，這就為造假者提供了可乘之機。

蛋白質中的含氮量不超過30%，三聚氰胺的Zda的特點是含氮量很高(66%)，溶于水后無色無味，也就是說在一杯清水中加入三聚氰胺，然后用凱氏定氮法檢測，結果顯示是含有蛋白質的。由于“凱氏定氮法”只能測出含氮量,并不能鑒定飼料中有無違規化學物質,所以,添加三聚氰胺的奶粉理論上可以測出較高的蛋白質含量。

凱氏定氮法應用

凱氏定氮法的普遍適用性、精確性和可重復性已經得到了國際的廣泛認可。它已經被確定為檢測食品中蛋白質含量的標準方法。但是，這種方法并不能給出真實的蛋白質含量，因為所測定的氮可能不僅僅是由蛋白質轉化來的。

另外，由于不同的氨基酸序列，這種方法也需要許多不同的校正因子。而且，凱氏定氮法還需要使用濃硫酸和較長時間的加熱(一般來講，大于1小時)。這也造成了在粗略測量蛋白質含量時，杜馬斯法有時更方便些。

定氮儀-杜馬斯燃燒定氮法

杜馬斯燃燒定氮法原理

1831年，法國化學家Jean Baptiste Dumas首chuang一種實用的定氮法。這種方法是在燃燒管的前端貯有碳酸鉛，在試樣分解前，加熱碳酸鉛，使分解放出的二氧化碳完全排除燃燒管中的空氣試樣與CuO燃燒后，生成的氣體借助PbCO分解產生的CO氣流趕到立于汞槽上內裝有 KOH溶液的集氣量筒中。

燃燒時，偶爾有部分氮轉變為氮的氧化物，它們在通過紅熱的銅粉后被還原，這樣有機物中的氮全部被還原為N。1838年O.L_Erdman和 R.F.Marchand引入二氧化碳發生器。用碳酸鹽與酸反應產生CO。1868年H.Schitt發明氮紊儀，以取代Dumas的集氣量筒。此后Dumas法幾乎沒有大的改動。

實際上，直到1883年丹麥科學家Kjeldahl才提出凱氏定氮法，杜馬斯定氮法比凱式定氮法足足早了52年。但是由于早期的杜馬斯定氮方法只能測定幾個毫克的樣品，使它在農產品等領域的實際應用中受到了極大的限制。

1964年，德國賀立士公司(Heraeus, precursor of elementar)，生產出了世界上diyi臺Dumas法快速定氮儀(Rapid N)。1989年，隨著Heraeus公司生產的世界上diyi臺可以檢測克級樣品的杜馬斯法快速定氮儀Macro N的問世，拉開了杜馬斯法在食品、飼料、肥料、植物、土壤及臨床等領域上廣泛應用的序幕。

因此，現在在世界上一些國家和地區，特別是歐美等發達國家，Dumas法已經成為法定的氮/蛋白質分析方法。在美國、加拿大和德國的某些領域，Dumas法甚至作為唯yi的定氮標準。Dumas定氮法----一個古老的技術重新煥發了青春!

杜馬斯燃燒定氮法局限性

不過杜馬斯法也有一定的局限性，比如對于復雜樣品分析難度較大，對于液體樣品分析效果不佳。樣品需要是均勻粉末，而且要較細。這些局限性是因為分析原理有一定的局限性，暫時還無法避免。此外杜馬斯定氮儀40-60萬的價格限制了這一方法的推廣和應用。

杜馬斯燃燒定氮法應用情況

由于與凱氏定氮法在實驗原理上的一些不同，就會出現一個樣品用兩種方法檢測出的結果不同的現象，大量的實驗發現杜馬斯法的結果略微高于凱氏定氮法的測定值。這是因為凱氏定氮法有一個公認的局限性：即難以把有機物定量轉變成氨，特別是含有硝酸鹽的樣品影響總氮的結果。

而杜馬斯燃燒定氮法則沒有這個問題，能夠將飼料原料中的氮元素完全檢測出來。以魚粉樣品為例，凱氏法只能測定出魚粉中的除硝態氮、腐胺、尸胺之外的氮，而杜馬斯法可以測出包括硝態氮、腐胺、尸胺之內的氮，也就是說用這種方法檢測魚粉的比凱氏法要高1-2個蛋白。對于飼料配方的貢獻不容忽視。

在環保和安全要求較高的西方國家，杜馬斯法已經成為法定的氮/粗蛋白的分析方法。加拿大谷物委員會將杜馬斯法作為標準方法測試谷物、種子及其產品的蛋白質和總氮。美國農業部及AOAC也用杜馬斯法代替凱氏法作為標準方法用于谷物及飼料粗蛋白含量的測定。

目前國內測定蛋白質的標準方法還只限于凱氏定氮法，這種方法應用一百多年來，已經有著廣泛的基礎，即使在很小的實驗室也可以用簡單的凱氏定氮裝置實現蛋白質的測定。然而，在今天發達的zhong國越來越注重環境保護和人員健康，鑒于杜馬斯法顯而易見的優點，它必然會被國內發達實驗室所接受，逐漸在氮/粗蛋白檢測領域占有一席之地，尤其是在進出口國際貿易仲裁中與國際接軌。

值得期待的是杜馬斯燃燒定氮法檢測飼料中粗蛋白將被納入zhong國的國家標準中。