杜马斯燃烧定氮法

化学术语

1831年，法国化学家Jean Baptiste Dumas首创一种实用的定氮法。这种方法是在燃烧管的前端贮有碳酸铅，在试样分解前，加热碳酸铅，使分解放出的二氧化碳完全排除燃烧管中的空气试样与 CuO燃烧后，生成的气体借助 PbCO 分解产生的 CO 气流赶到立于汞槽上内装有 KOH溶液的集气量筒中。燃烧时，偶尔有部分氮转变为氮的氧化物，它们在通过红热的铜粉后被还原，这样有机物中的氮全部被还原为 N 。

简介

通过测定 N 的体积，便可以得出有机物中的含氮量。1838年，O．L_Erdman和 R．F．Marchand 引入二氧化碳发生器．用碳酸盐与酸反应产生 CO 。1868年，H．Schitt发明氮紊仪，以取代 Dumas的集气量筒。此后．Dumas法几乎没有大的改动。

直到1883年丹麦科学家Kjeldahl才提出凯氏定氮法，杜马斯定氮法比凯式定氮法足足早了52年。但是由于早期的杜马斯定氮方法只能测定几个毫克的样品，使它在农产品等领域的实际应用中受到了极大的限制。

1964年，德国贺立士公司(Heraeus, precursor of elementar)，生产出了世界上第一台Dumas法快速定氮仪（Rapid N）。1989年，随着Heraeus公司生产的世界上第一台可以检测克级样品的杜马斯法快速定氮仪Macro N的问世，拉开了杜马斯法在食品、饲料、肥料、植物、土壤及临床等领域上广泛应用的序幕。因此，现在在世界上一些国家和地区，特别是欧美等发达国家，Dumas法已经成为法定的氮/蛋白质分析方法。在美国、加拿大和德国的某些领域，Dumas法甚至作为唯一的定氮标准。Dumas定氮法----一个古老的技术重新焕发了青春！

局限性

不过杜马斯法也有一定的局限性,比如对于复杂样品分析难度较大,对于液体样品分析效果不佳.样品需要是均匀粉末,而且要较细.这些局限性是因为分析原理有一定的局限性,暂时还无法避免.此外杜马斯定氮仪40-60万的价格限制了这一方法的推广和应用.

饲料检测中

目前，在饲料常规化验分析中，凯氏定氮法是最常用的检测粗蛋白含量的方法，毫无疑问，这种方法是精确可靠的。但是它由于消化时间长，操作过程具有一定的危险性，浓硫酸及强碱溶液的使用产生的有毒有害气体，危害人体健康，同时还造成严重的环境污染。随着科技的不断进步，一种快速、精确、低成本、无污染的定氮方法在欧美国家得到广泛使用，即杜马斯燃烧定氮法（Combustion Nitrogen Analysis）。

杜马斯法的基本原理是样品在900℃~1200℃高温下燃烧，燃烧过程中产生混合气体，其中的干扰成分被一系列适当的吸收剂所吸收，混合气体中的氮氧化物被全部还原成分子氮，随后氮的含量被热导检测器检测。

主要检测过程为燃烧 →还原→净化→检测。

燃烧

杜马斯燃烧定氮法是基于在高温下（大约900℃），通过控制进氧量、氧化消解样品的原理而进行氮测定的。

还原

燃烧生成的氮氧化物在钨上还原为分子氮，同时过量的氧也被结合了。

净化

一系列适当的吸收剂将干扰成分从被检测气流中除去。

检测

用热导检测器来检测气流中的氮。N2体积含量引发一种电子测量信号，再经过物质的独立校正，被测样品中的氮含量就自动计算出来。

现在德国和瑞典应用杜马斯法已经开发出高质量的快速定氮仪，不但可以检测克级样品，并提供高精确度和高可靠性的数据，每个测试只需3-5分钟，并可以通过自动进样器连续进样，不需要人看管，不产生有毒有害物质，操作简便。具有凯氏定氮仪无可比拟的优点，当然价格不斐，每台在70-80万元。

由于与凯氏定氮法在实验原理上的一些不同，就会出现一个样品用两种方法检测出的结果不同的现象，大量的实验发现杜马斯法的结果略微高于凯氏定氮法的测定值。这是因为凯氏定氮法有一个公认的局限性：即难以把有机物定量转变成氨，特别是含有硝酸盐的样品影响总氮的结果。而杜马斯燃烧定氮法则没有这个问题，能够将饲料原料中的氮元素完全检测出来。以鱼粉样品为例，凯氏法只能测定出鱼粉中的除硝态氮、腐胺、尸胺之外的氮，而杜马斯法可以测出包括硝态氮、腐胺、尸胺之内的氮，也就是说用这种方法检测鱼粉的比凯氏法要高1-2个蛋白。对于饲料配方的贡献不容忽视。

在环保和安全要求较高的西方国家，杜马斯法已经成为法定的氮/粗蛋白的分析方法。加拿大谷物委员会将杜马斯法作为标准方法测试谷物、种子及其产品的蛋白质和总氮。美国农业部及AOAC也用杜马斯法代替凯氏法作为标准方法用于谷物及饲料粗蛋白含量的测定。

目前国内测定蛋白质的标准方法还只限于凯氏定氮法，这种方法应用一百多年来，已经有着广泛的基础，即使在很小的实验室也可以用简单的凯氏定氮装置实现蛋白质的测定。然而，在今天发达的中国越来越注重环境保护和人员健康，鉴于杜马斯法显而易见的优点，它必然会被国内发达实验室所接受，逐渐在氮/粗蛋白检测领域占有一席之地，尤其是在进出口国际贸易仲裁中与国际接轨。

值得期待的是杜马斯燃烧定氮法检测饲料中粗蛋白将被纳入中国的国家标准中。

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