当准确度和精确度还不够时：现代食品和饲料实验室的真正需求是什么？

如今，食品和饲料实验室面临着日益严苛的分析环境。样品量不断增长，监管要求日益严格，实验室技术人员往往需要同时操作多台分析仪。在这种环境下，仪器不仅需要提供准确的结果，还需要能够融入实际的工作流程，并能被那些可能缺乏多年仪器专业培训的人员所操作。

氮和蛋白质分析是食品、饲料和农业领域最常规、商业上最重要的检测项目之一。同时，在这个领域，旧式仪器的设计与现代实验室的实际需求之间的差距也日益凸显。正是基于这些考量，我们开发了exceed PLUS 系列氮和蛋白质分析仪该系列分析仪采用杜马斯燃烧法进行分析。

氮和蛋白质是众多行业的基础参数，这既有实际应用价值，也有监管要求。在农业领域，氮含量测定能够提供土壤肥力的关键信息，从而实现更精准的养分管理，并优化产量。在食品和饲料生产中，蛋白质含量（由氮含量测定得出）是一项核心营养价值，直接影响标签合规性、产品质量，以及乳制品等行业的整个供应链的商业定价。
随着全球粮食安全问题日益严峻，以及更多地区监管标准日趋严格，准确高效的氮和蛋白质分析的重要性只会与日俱增。它贯穿质量控制的各个环节：来料检验、配方研发、生产控制、出货控制和标签标注。

凯氏定氮法长期以来被视为多种样品基质中氮定量分析的参考标准方法。但随着对更快周转时间、更高样品通量和更佳实验室安全性的需求日益增长，许多实验室正在重新评估传统的工作流程。凯氏定氮法需要危险试剂、通风橱等设施，且分析整个批次（甚至单个样品）都需要约 90 分钟的时间。相比之下，杜马斯法在日常使用中则截然不同。
在杜马斯法测定氮和蛋白质的过程中，样品被引入高温炉中，并在富氧环境中燃烧，将有机氮转化为氮氧化物。这些氮氧化物被还原为分子氮 (N₂)，同时去除硫、氯和过量氧，并捕集水分。生成的气流由热导检测器测量，并进行处理以确定氮含量。典型的循环每个样品大约需要 4 到 6 分钟。
该方法不使用危险试剂，不会产生需要特殊处理的液态废物，也无需操作人员持续操作。借助自动进样器，只需装入样品即可自动运行。该方法不仅速度更快，还能实现更自动化、维护成本更低的流程，减少操作人员的日常操作。此外，与凯氏定氮等湿化学方法相比，杜马斯燃烧法的资源消耗量也显著降低。

氮和蛋白质分析的准确度和精密度是公认的基本要求，不容妥协。它们是基本预期，并且已在众多环状试验和研究中得到验证，凯氏定氮法和杜马斯法均符合要求。例如，法国乳业组织CNIEL最近的一项研究，比较了约350个乳制品样品的分析结果，发现杜马斯法和凯氏定氮法在所有评估的乳制品中均具有高度一致性。

如今，当我们与实验室交流时，他们描述的挑战却有所不同：当训练有素的员工离职，需要新员工入职时，我们如何维持分析通量？如何在不牺牲结果质量的前提下，降低经验不足的操作人员的操作难度？我们如何最大限度地减少工作流程中的有害物质？以及如何长期控制拥有成本？
正是这些问题促成了基于杜马斯法的exceed PLUS分析仪的设计。除了继承杜马斯法的优势之外，这些仪器的设计兼顾了稳健性和易用性——不同技能和经验水平的用户都能获得可靠的结果，从而确保在更广泛的用户群体和实验室环境中实现一致的性能。实际上，样品通量并非完全取决于单次分析的原始周期时间，而是取决于两个因素：一是实际用于分析真实样品（而非校准或预处理）的序列时间占比；二是操作员因维护工作而耗费的时间。
为了进一步提高效率，Exceed PLUS 分析仪显著减少了仪器交互，从而带来了可衡量的通量优势。由于校准具有长期稳定性且与基质无关，实验室可以按同一序列连续运行各种不同的样品基质，而无需为每种基质类型暂停并重新校准。实际上，这意味着更少的自动进样器位置被校准标准和参考检查占用，从而为实际样品腾出更多位置。最终，每次运行可进行更多实际测量。
第二个关键因素是维护。与装载样品后即可无人值守运行的测量不同，维护和日常调试程序需要操作员在仪器旁进行操作。正因如此，其速度和简便性才显得尤为重要：复杂的启动或维护步骤所耗费的每一分钟，都是实验室技术人员无法用于其他工作的宝贵时间。与上一代仪器相比，使用 Exceed PLUS 分析仪的实验室可减少高达 60% 的维护操作，并配合快速简便的日常调试程序，从而大幅减少因人为操作而导致的停机时间，从而最大限度地发挥仪器的性能。
同时，每个样品的成本也显著降低，帮助实验室在不牺牲分析性能的前提下降低运营成本。这些节省源于多种因素，包括耗材消耗量降低和维护周期延长。此外，使用氩气或二氧化碳作为氦气的经济高效的载气替代方案，使实验室能够更好地摆脱波动剧烈的氦气市场，并有助于抵御氦气价格上涨的影响。
 

exexic PLUS 系列分析仪的主要应用领域是那些对高通量、高精度蛋白质分析要求极高，且对运营和商业利益都至关重要的行业：乳制品、谷物、动物饲料、替代蛋白、配料以及更广泛的食品饮料行业。这些行业的法规遵从性和质量保证依赖于生产链每个环节中一致且可追溯的氮含量测定。

该系列杜马斯定氮仪也适用于淀粉生产领域——因为检测极低的氮浓度对分析要求很高；此外，它也适用于聚合物、塑料和橡胶等化学工业，因为氮含量是重要的质量参数。
对于那些不再希望受氦气短缺和价格波动影响的实验室而言，该系列分析仪也是理想之选：rapid MAX N exceed PLUS 可选用氩气作为载气，而 rapid N exceed® PLUS 则使用二氧化碳作为载气，这使得所有这些行业的实验室都能摆脱对自身无法控制的供应链的依赖，从而提高分析效率。
 

未来几年，氮和蛋白质分析将持续受到两大因素的影响。首先是人员配备：熟练的分析化学家比以往更难招聘和留住，实验室越来越需要能够让所有当班人员（而不仅仅是受过最多培训的人员）都能获得可靠结果的仪器。这促使实验室转向更智能、连接性更强、操作更便捷的系统，这些系统硬件和软件紧密集成，只需极少的专业人员操作。在不同基质上保持稳定的校准以及只需几分钟而非几小时的维护程序并非可有可无的便利——它们决定了实验室每天实际能够处理的样本数量，无论单次测量速度有多快，从而使实验室人员能够专注于数据解读而非仪器管理。其次是氦气：由于供应持续紧张且价格波动，载气的选择正从无关紧要转变为一项真正的采购标准。

Exceed PLUS系列代表着朝着这个方向迈出的重要一步。它并不要求实验室在性能和易用性、通量和安全性、或分析能力和可持续性之间做出取舍。在分析实验室的需求日益增长的今天，这种仪器设计至关重要。