TGA 测试食品灰分：灼烧温度不够，结果会偏小？2

原因分析：

1.有机质不完全分解：灰分测定的核心是将样品中的所有有机物质在高温下有氧条件下完全氧化分解，只留下不可燃的无机矿物质残留（灰分）。如果温度不足：

*碳水化合物、蛋白质、脂肪等可能无法完全燃烧成气体（如CO₂、H₂O、N₂），而是发生碳化，形成黑色的焦炭或碳质残留物。

*这些未燃尽的碳质残留物在称重时会被计入最终的残留物质量中。

2.残留碳质物计入灰分：TGA记录的是样品在程序升温过程中的质量损失。在灰分测定阶段（通常是高温恒温段），质量应趋于稳定，代表只剩下无机灰分。温度不足时，质量损失曲线可能未达到平台期，或者平台期的质量值包含了未完全燃烧的碳质物。最终残留质量=真实灰分+未燃尽的有机碳残留。

3.结果偏大：由于未燃尽的碳残留增加了残留物的质量，导致报告的“灰分”数值高于样品中真实的无机矿物质含量。

简单来说：温度不够，东西没烧干净，残留的“灰”里混进了没烧完的黑炭，称起来就更重了。

两个关键的校准/质控技巧：

1.使用有证标准物质（CRM）校准：

*选择：获取与待测样品基质相似（如脱脂奶粉、面粉、特定植物粉）且具有认证灰分含量的标准物质。

*操作：严格按照标准方法（包括指定的最终灰化温度和时间）对CRM进行灰分测定。重复测定足够次数（如3-5次）。

*校准/验证：计算测定结果的平均值，并与CRM的认证值进行比较。

*如果结果在认证值的不确定度范围内，说明你的仪器（TGA或马弗炉）和操作在该温度下是可靠的。

*如果结果显著偏高，这强烈提示设定的温度或时间不足以完全灰化该类型样品（即使对CRM也是如此），需要提高最终灰化温度或延长恒温时间。

*如果结果偏低（罕见，除非挥发损失矿物），则需检查其他问题（如样品喷溅、矿物挥发）。

*意义：这是最直接、最可靠的方法，用于验证特定温度下特定基质样品灰化过程的完全性和方法的准确性。

2.进行严格的空白试验：

*操作：使用与样品测定完全相同的坩埚（材质、清洗、预处理状态相同），进行空白灼烧。即不放入任何样品，但经历与样品完全相同的升温程序、最终温度、恒温时间和冷却过程。

*目的：

*校正坩埚质量变化：高温下，坩埚本身（尤其是瓷坩埚）可能会有极微小的质量损失（失重）或吸收空气中的水分/二氧化碳导致增重（增重更少见）。空白试验可以测定这个变化值（Δm_blank）。

*校正环境背景：捕获可能来自炉膛气氛或环境中的微量可沉降物。

*计算：在计算样品灰分时，必须使用空白校正后的坩埚质量：

`灰分(%)=[(m_residue-m_empty_crucible-Δm_blank)/m_sample]×100%`

*`m_residue`:灼烧后坩埚+灰分质量

*`m_empty_crucible`:灼烧前坩埚质量(通常已恒重)

*`Δm_blank`:空白坩埚经历相同程序后的质量变化（可为正或负）

*`m_sample`:样品质量

*意义：确保称量的是真正来自样品的残留物质量，消除了坩埚本身在高温过程中的系统误差和微小环境背景干扰，提高了测定的精密度和准确度。这对于微量灰分或高精度要求尤为重要。

总结：

温度不足会导致有机质碳化残留，使灰分结果偏大。要确保结果准确，必须：

1.使用合适的有证标准物质验证设定的灰化温度和时间足以使有机物完全分解。

2.进行严格的空白试验以校正坩埚自身在高温下的质量变化和环境背景影响。

此外，还需确保：

*温度均匀性：马弗炉内温度分布均匀（TGA通常较好）。

*热电偶校准：定期校准温度测量系统。

*恒重判定：确保样品在最终温度下灼烧至恒重（连续两次称量差小于规定值，如0.3mg），这是判断灰化完全的关键操作步骤。温度不足时，即使延长时间也可能无法达到恒重。