toc总有机碳制药用水分析仪测定原理
总有机碳（TOC），由专门的仪器——总有机碳分析仪（以下简称TOC分析仪）来测定。TOC分析仪，是将水溶液中的总有机碳氧化为二氧化碳，并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。
仪器按工作原理不同，可分为燃烧氧化—非分散红外吸收法、电导法、气相色谱法等。其中燃烧氧化—非分散红外吸收法只需一次性转化，流程简单、重现性好、灵敏度高，因此这种TOC分析仪广为国内外所采用。
toc总有机碳制药用水分析仪主要由以下几个部分构成：进样口、无机碳反应器、有机碳氧化反应（或是总碳氧化反应器）、气液分离器、非分光红外CO2分析器、数据处理部分。
二、燃烧氧化——非分散红外吸收法
燃烧氧化—非分散红外吸收法，按测定TOC值的不同原理又可分为差减法和直接法两种。
1.差减法测定TOC值的方法原理
水样分别被注入高温燃烧管（900℃）和低温反应管（150℃）中。经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳。经反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成为二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次导入非分散红外检测器，从而分别测得水中的总碳（TC）和无机碳（IC）。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳（TOC）。
2.直接法测定TOC值的方法原理
将水样酸化后曝气，使各种碳酸盐分解生成二氧化碳而驱除后，再注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。但由于在曝气过程中会造成水样中挥发性有机物的损失而产生测定误差，因此其测定结果只是不可吹出的有机碳值。
三、水样中TOC的分析步骤
1.试剂准备
（1）邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）：基准试剂
（2）*：基准试剂
（3）*：基准试剂
（4）无二氧化碳蒸馏水
2.标准贮备液的制备
（1） 有机碳标准贮备液：称取干燥后的适量KHC8H4O4，用水稀释，一般贮备液的浓度为400mg/L碳。
（2） 无机碳标准贮备液：称取干燥后适量比例的碳酸钠和*，用水稀释，一般贮备液的浓度为400mg/L无机碳。
3.有机碳、无机碳标准溶液的配制
从各自的贮备液中按要求稀释得来。
4.校准曲线的绘制
由标准溶液逐级稀释成不同浓度的有机碳、无机碳标准系列溶液，分别注入燃烧管和反应管，测量记录仪上的吸收峰高，与对应的浓度作图，绘制校准曲线。
5.水样测定
取适量水样注入TOC仪器进行测定，所得峰高从标准曲线上可读出相应的浓度，或由仪器自动计算出结果。
6. 计算
差减法：总有机碳（mg/L）=总碳－无机碳
直接法：总有机碳（mg/L）=总碳
OC分析仪的工作原理是：样品中的有机物在紫外线（UV）的作用下被氧化成二氧化碳，二氧化碳的测定采用了电导率检测技术。通过测定未经氧化反应器的样品的总无机碳（TIC或IC）浓度，和经氧化后得到的样品的总碳（TC）浓度来计算总有机碳浓度。总有机碳浓度即总碳浓度与总无机碳浓度之间的差值：TOC = TC–TIC。
TOC分析仪可以检测TOC浓度从0.001mg/L到1.000mg/L的水样。本产品操作简单，维护费用低，无需添加化学试剂，操作人员无需特殊培训或专业化学知识。
1.1 系统组成
TOC分析仪的组成包括以下7个主要部分：
① 在线检测装置（在线型仪器配备）
② 样品蠕动泵
③ 分流器
④ 氧化反应器
⑤ 二氧化碳传感器
⑥ 微处理控制器和电子线路板
⑦ 输出接口
1.2 在线检测装置
进入仪器内部后水样的流速大约为0.5 ml/min。进入在线检测装置的水样温度可以在1～95℃范围内，仪器的废液和在线检测装置的排出液均由排液管排出。
1.3 离线检测
离线检测时，仪器可从样品瓶或其它没有压力的容器直接取样。仪器管路冲洗和仪器校准应在离线状态操作。若样品中有不可溶性微粒，应经过滤膜（孔径60μm或更小）过滤后进入仪器，以防止样品中的微粒阻塞仪器。仪器的进样管为1/16英寸的Teflon管，经蠕动泵抽进管路中的水样流速约为0.5 ml/min。
1.4 分流器
水样进入仪器后分成相同流量的两路，其中一路通过延迟线圈进入二氧化碳传感器，检测TIC，另一路通过氧化反应器利用紫外灯（UV灯）加*薄膜光催化氧化作用将有机物分解为二氧化碳，进入二氧化碳传感器检测TC。总有机碳可通过这个差值计算得到：TOC = TC–TIC。
1.5 氧化反应器
仪器利用UV射线在*光催化剂的作用下将有机化合物氧化成二氧化碳，氧化反应器是一个UV灯外包螺旋形的石英管。UV灯发出185nm和254nm的光线，使水产生光分解。
H2O + hν(185nm)（TiO2）à OH· + H·
羟基自由基（OH·）能*把有机化合物氧化为二氧化碳。
有机物 + OH·à CO2 + H2O
UV灯的使用寿命为6个月，当更换时间到期时仪器将出现警告信息，提醒用户更换UV灯。
1.6 二氧化碳传感器
仪器上安装有两个二氧化碳传感器，由电导率传感器和温度传感器组成。电导率测量采用双精度技术，可以实现自动校准和温度补偿。TIC传感器用于检测未经氧化的水样中二氧化碳浓度，同时检测水样的电导率值；TC传感器用于检测水样本身含有的二氧化碳和水样中有机物经分解后产生的二氧化碳浓度的总和。
1.7 二氧化碳测量循环
仪器每4分钟检测得出一个数据（包括TOC值和电导率值），在4分钟的测量循环中TC和TIC是独立检测的。
二、结构特征与工作原理
水样通过进样口进入仪器后由分流器分成相等的两份，其中一份通过延迟线圈4,进入二氧化碳传感器3检测TIC，另一份通过镀有*的螺旋石英玻璃管1，并在紫外灯2的照射下将水中有机物催化分解为二氧化碳，进入电导率传感器3检测 TC。总有机碳可通过这个差值计算得到：TOC = TC–TIC，最后废液通过蠕动泵5，从排液管流出。
2.2 应用范围
该仪器可用于检测制药工业中纯化水、注射用水和去离子水中有机碳的浓度；也可用于半导体行业中超纯水TOC的检测。
在制药领域和生物化学领域清洁验证过程中，可用于验证清洁效果。
该仪器具有在线检测功能，可以在线监测制药工业的制水系统、半导体工业的超纯水制备系统和晶片工艺过程、电厂去离子水制备过程等。
三、技术参数及特点
3.1 主要技术参数
电 源：220V±22V
电源频率：50Hz±1Hz
额定功率：100W
基本尺寸：44cm×18cm×26cm
检测极限：0.001mg/L
检测精度：±5%
检测范围：0.001mg/L～1.000mg/L
分析时间：4min
响应时间：15 min以内
样品温度：1-95℃
环境温度：10-40℃ 温度变化在±5℃/d以内
内部样品流速：0.5 ml/min
相对湿度：≤ 85%
重复性误差：≤ 3%
零点漂移：±5%
量程漂移：±5%
3.2 特点
① 不需要添加酸试剂、氧化剂和任何气体，无需附加日常维护费。
② 操作简单、快捷、可靠。使用者无需专业知识和专门培训。
③ 针对TOC1000ppb以下去离子水的检测设计，在线、离线检测可以切换使用。
④ 超大的存储器能自动存储最近12个月连续检测的数据，可以查询任意一天的检测记录，并能打印检测结果。
⑤ 检测速度快，一次检测分析时间仅为4分钟。
⑥ 同步检测水样的电导率值，将TOC分析仪与电导率仪合二为一。
⑦ 体积小、重量轻、耗能少、携带方便。
⑧ 具有自动的上限报警输出，超出设定的检测结果时可以提醒操作者。
⑨ 易于按照USP <643>和EP <2.2.44>以及中国药典2005年版附录Ⅷ R所要求的TOC检测方法进行系统适应性验证。
⑩ 超大的320´234的点阵真彩显示器以及人性化的界面，具有RS232数据接口和打印机接口。
四、使用与操作方法
开始检测并计入检测次数，检测完毕后显示后一次检测结果，其中几次检测的结果均自动保存在查询记录当中。检测次数的设置方式为：用“选择”键移动光标，用“设置”键修改数字，按“确定”键进行确认，进入分析界面。*行四次冲洗过程
五、维护
5.1 易耗品更换周期
UV灯和蠕动泵管可以从本公司购买。UV灯为185nm、254nm双波长紫外灯，蠕动泵管为进口泵管，具有高品质和良好的稳定性。易耗品更换周期参考表5.1。
