稳定性C、H、O、N、S同位素在绿茶产区溯源的应用

为确定稳定同位素对绿茶溯源的可行性。利用同位素质谱仪测定来自安徽、福建、贵州、山东、四川、浙江、西藏7地区的绿茶样品的碳、氢、氧、氮、硫同位素。通过比较分析不同地域来源的绿茶中稳定性碳、氢、氧、氮、硫同位素组成特征。结果表明,各地区绿茶中稳定性碳、氢、氧、氮、硫同位素存在一定差异。多同位素指标组合判别效果好于单一同位素指标的判别效果,稳定性碳、氢、氧、氮、硫同位素指标组合分析是绿茶产地溯源的有效指标,准确率可达84.8%。利用稳定性碳、氢、氧、氮、硫同位素指标与多元统计分析方法相结合可以对不同地域来源的绿茶进行有效区分。

不同地域牛尾毛中稳定同位素指纹差异分析

利用同位素比率质谱仪测定来自黑龙江省安达市青肯泡乡和火石山乡、内蒙古太仆寺旗、河北省张家口市和三河市、山东省德州市和聊城市7个地域牛尾毛中的δ13C、δ15N和δ2H值,比较分析了不同地域来源牛尾毛中稳定同位素指纹特征差异,探讨不同地域来源牛尾毛中稳定同位素组成差异、影响因素及地域差异的范围,为牛肉及其产品同位素指纹溯源技术在实际中的应用提供指导。各区域牛尾毛中δ13C值表现为:黑龙江省安达市青肯泡乡(-14.83‰±2.12)、河北省三河市(-14.20‰±1.19)、山东省德州市(-14.16‰±2.51)和山东省聊城市(-15.78‰±1.08)>黑龙江省安达市火石山乡(-18.87‰±1.69)、内蒙古太仆寺旗(-19.29‰±2.43)和河北省张家口市(-19.83‰±1.92);δ15 N值为:黑龙江省安达市火石山乡(8.07‰±0.95)>内蒙古太仆寺旗(5.73‰±0.85)、河北省张家口市(6.65‰±1.45)>黑龙江省安达市青肯泡乡(4.60‰±0.41)、河北省三河市(4.24‰±0.75)、山东省德州市(4.18‰±0.96)和山东省聊城市(4.90‰±0.46);δ2H值为:河北省三河市(-87.78‰±1.99)、山东省德州市(-87.91‰±3.19)和山东省聊城市(-89.24‰±2.90)>河北省张家口市(-94.07‰±3.38)>黑龙江省安达市火石山乡(-97.05‰±3.41)、内蒙古太仆寺旗(-97.55‰±2.79)>黑龙江省安达市青肯泡乡(-102.25‰±2.99)。不同地域来源牛尾毛中稳定碳、氮、氢同位素指纹差异及地域差异范围取决于不同地域喂养牛的饲料组成、地域海拔和纬度的差异程度。

饲料中C_3植物含量对牛组织中稳定同位素碳、氮组成的影响

研究了饲料中C3植物含量不同时对牛不同组织中稳定性同位素碳、氮组成的影响。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C3植物含量为50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%、100.0%的饲料,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C3植物含量呈极显著的负相关关系,用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C3植物所占的比例。牛组织中的氮同位素一定程度上受饲料因素的影响,但未随C3植物含量呈现规律性变化。牛不同组织中δ13C和δ15N与饲料之间的富集或贫化比例与其他报道并不一致。

应用稳定碳氮同位素分析法研究广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼的营养级

对2008年5～11月采集的广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼(Sardinella clupeoides)进行稳定碳、氮同位素比值的测定,分析比较了5个不同体长组的差异,并以此为基础推算其营养级.结果表明,流沙湾白腹小沙丁鱼的δ13C值变化范围为-17.61‰～-15.99‰,平均值为-16.59‰,与浮游动物的δ13 C均值(-17.27‰)较为相近.其δ15 N值变化范围为12.73‰～15.26‰,平均值为14.03‰,比浮游动物的δ15 N均值(10.56‰)高出3.47‰.5个体长组的δ13 C、δ15 N平均值没有随着体长的增大而增大.由δ15N值推算出广东流沙湾海域白腹小沙丁鱼的营养级范围为2.24～3.25,平均值为2.76,符合其主要摄食浮游动物的食性.

双标记1-氨基乙内酰脲盐酸盐-(2-^(13)C,^(15)N_3)的合成

以氨基脲盐酸盐-(2-13C,15 N3)为原料,经与苯甲醛缩合,在乙醇钠催化作用下,与氯乙酸乙酯缩合环化制得1-苯亚甲基氨基乙内酰脲,最后盐酸水解,制得1-氨基乙内酰脲盐酸盐-(2-13 C,15 N3)。合成路线优势在于反应条件温和,产物总收率高于65%。产品经IR、HPLC、NMR和MS表征结果表明:化学纯度>98.4%,13C同位素丰度>98%,15 N同位素丰度>99%。

施氏鲟不同组织中δ13C和δ15N值的变化规律

2015年春季向当地渔民收购黑龙江中游抚远江段体质量范围为(40.9~3500.8)g的施氏鲟Acipenser schrenckii样本17尾,测定背部肌肉、骨板、鳃和肝等组织的δ13C和δ15N,利用单因素方差分析对比4种组织的δ13C和δ15N平均值和δ13C以及δ15N的两两之间的关系。结果表明:(1)施氏鲟四种组织的δ13C以及δ15N平均值均存在显著性差异(P<0.01);(2)施氏鲟4种组织两两之间的δ13C具有显著的线性关系,背部肌肉、骨板和鳃等3种组织两两之间的δ15N具有显著的线性关系。本文首次研究了δ13C和δ15N在施氏鲟不同组织中的变化规律,可为利用碳氮稳定同位素技术研究施氏鲟食物来源及营养级位置的取样提供参考。

具有动态稀释功能的EA-IRMS联机系统在δ^(13)C和δ^(15)N测定中的应用

自然界的样品中C、N元素含量或C/N变化极大,以往的元素分析-稳定同位素比值质谱仪(EAIRMS)大多采用固定比例稀释样品气,不仅需要预先了解样品中元素含量及C/N等信息,还需要精确控制取样量。为了提高样品分析效率,本实验初步建立了具有动态稀释功能的EA-IRMS联机系统,快速分析有机碳、总氮稳定同位素比值(δ^(13) C和δ^(15) N)。结果表明,该联机系统与传统的固定比例稀释方法的δ^(13) C和δ^(15) N测定结果一致性较好(p>0.05)。对于C/N差异较大或难以精确称重的9种样品,该联机系统的δ^(13) C和δ^(15) N测定结果具有良好的重复性。通过动态稀释,δ^(13) C和δ^(15) N的测定精度分别为0.07‰～0.32‰和0.05‰～0.27‰。该联机系统在不同时间(间隔45天)的测定结果再现性良好(p>0.05),δ^(13) C和δ^(15) N的测定偏差分别小于0.2‰和0.3‰。结合动态稀释功能的EA-IRMS,无需精确控制样品质量,省时、省力,具有一定的应用前景。

应用碳、氮稳定同位素研究稻田多个物种共存的食物网结构和营养级关系

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。δ13C值常用来分析消费者食物来源,δ15N值常用来确定生物在食物网中的营养位置。应用稳定同位素技术分析了稻-鱼(R-F)和稻-鱼-鸭(R-F-D)两种稻作方式下,稻田多个物种共存的食物网结构和营养级关系。结果表明,R-F中SOM的δ13C值为(-27.7±0.3)‰,与R-F-D(-27.4±0.4)‰,相差不大;R-F中POM的1δ3C值为(-27.4±0.8)‰,低于稻鱼鸭共生田(-26.7±0.5)‰;δ15N值计算发现R-F内浮游动物的营养级位置在2.24±0.16,鱼的营养级位置在3.07±0.26,均高于其在R-F-D内的营养级。在R-F-D内,由于鸭的引入,和R-F相比,鱼的营养级降低为2.63±0.13。

羊组织中碳、氮同位素组成及地域来源分析

【目的】探讨羊组织中C、N同位素组成特征及其在地域间的变化规律,为利用稳定性同位素技术进行羊肉产地溯源提供科学依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪(IRMS)测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区羊肉、羊颈毛及饲料样品中的δ13C和δ15N值,比较不同地域羊组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异,分析羊组织同位素组成的相关关系,结合羊的饲喂方式和地域环境,探讨C、N同位素组成的变化规律。【结果】不同地域羊组织的δ13C、δ15N值有显著性差异,其δ13C值与牧草δ13C值高度相关,主要受牧草种类的影响;δ15N值与饲料和地域环境有关。脱脂羊肉、粗脂肪及羊颈毛的δ13C、δ15N值均呈极显著性相关。【结论】稳定性C、N同位素可以作为追溯羊肉产地及其饲喂体系的参考指标。脱脂羊肉、羊颈毛、粗脂肪均可用于羊肉产地溯源研究。

牛组织中稳定性同位素碳、氮随饲料变化的研究

研究了饲料组成不同时,牛不同组织中δ13C和δ15N值的变化规律。将9头12～14月龄的青年牛随机分为3组,分别饲喂C4植物含量为100%、50%、0%的饲料,132d后屠宰。利用同位素比率质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,饲喂同种饲料的牛个体间碳、氮同位素组成随着时间的延长差异减小;牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值呈极显著相关性(P<0.01),并均与C4植物含量呈极显著的相关性(P<0.01);牛组织中的δ15N值并未随饲料呈现规律性变化。用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C4植物所占的比例,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪均可作为牛肉溯源的材料。

稳定同位素碳、氮、硫、氢在鸡肉产地溯源中的应用研究

利用同位素比值质谱仪测定了来自北京、山东、湖南、广东4省9个不同地区鸡肉粗蛋白中的1δ3C、1δ5N、3δ4S、2δH值和相应各地饮水中的1δ8O值。多元方差分析结果表明,1δ3C、1δ5N、3δ4S、2δH 4种稳定同位素在不同地区的鸡肉中均有显著差异(p<0.05);4参数同时对鸡肉产地的正确判别率达到了100%;各地饮水中的1δ8O值和鸡肉中的2δH值呈现显著正相关性(p<0.01)。碳、氮同位素受饲料、气候等因素的影响,硫同位素依赖于地理位置和产地表面的地质特点。

稳定同位素碳、氮在冬虫夏草原产地鉴别中的应用

利用同位素比值质谱仪(IRMS)测定了来自我国青海省、云南省、四川省以及尼泊尔的12个不同产区冬虫夏草样品和来自贵州省、江西省、湖南省的3种亚香棒虫草的δ15N和δ13C值。统计分析结果表明:不同来源的冬虫夏草样品之间δ13C值相互重叠,差异不明显,而δ15N值波动范围较大,除来源于青海海南州的1个样品外,其他冬虫夏草样品均可按地理来源进行有效区分;其中来源于青海玉树、果洛的优质冬虫夏草样品δ15N值与其他产地冬虫夏草样品存在显著差异(P<0.009);冬虫夏草样品与亚香棒虫草样品之间的δ15N、δ13C值存在显著差异。

应用同位素分析黑龙江中游主要鱼类营养层次

2010年5月—2011年10月对黑龙江中游采集的32种鱼类和6种底栖无脊椎动物,运用稳定碳、氮同位素方法进行水生态营养层次的分析。结果显示,鱼类δ13C值为-32.00‰～-17.32‰,相差14.68‰;δ15N值为7.58‰～14.78‰,差值达6.80‰,跨度都很大。底栖无脊椎动物δ13C值和δ15N值的跨度不大,δ13C值为-29.64‰～-26.10‰,相差3.54‰;δ15N值为7.09‰～9.91‰,相差2.82‰。通过δ15N值计算出黑龙江中游32种主要鱼类和6种底栖无脊椎动物食物网营养层次,其中肉食性鱼类鳇(Huso dauricus)占据了黑龙江中游鱼类中最高的营养位置。通过分析初步建立了水体食物网连续营养谱,并结合底栖无脊椎动物同位素数据勾勒出黑龙江中游食物网营养结构图。

稳定性碳、氮、氢同位素在牦牛产地区分中的应用

为确定稳定性同位素对牦牛肉溯源的可行性。利用同位素质谱仪测定来自青海省河南县、大通县,四川省红原县、九龙县的牦牛肉样品中粗脂肪的碳同位素及脱脂牦牛肉中的碳、氮、氢同位素。通过比较分析不同地域来源牦牛肉中稳定性碳、氮、氢同位素的组成特征。结果表明,各地区牦牛肉不同组织中的稳定性碳、氮、氢同位素存在显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),脱脂牦牛肉中的稳定性碳同位素判别效果好于粗脂肪中稳定性碳同位素判别效果,同位素指标组合判别效果好于单一同位素指标的判别效果,稳定性氮、氢同位素指标组合分析是牦牛肉产地溯源的有效指标,准确率可达到85%。利用稳定性碳、氮、氢同位素指标与多元统计分析方法相结合可以对不同地域来源的牦牛肉进行有效的区分。

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月—2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ^(13)C、δ^(15)N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明:芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ^(13)C、δ^(15)N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ^(13)C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ^(15)N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,^(13)C与^(15)N既有释放也有富集。δ^(13)C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ^(15)N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ^(15)N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。

基于程序升温GC的EA-IRMS联机系统在氮、碳和硫同位素组成测定中的应用

基于具有程序升温气相色谱(GC)的元素分析-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)联机系统,初步建立了总氮、总碳和总硫稳定同位素比率的快速分析方法。分析结果表明:EA-IRMS联机系统运行状态良好,δ^(15 )N、δ^(13 )C和δ^(34)S标准曲线在时间上无显著漂移,质量控制标准的长时间测量精度优于0.3‰,准确度优于0.1‰。在18mm的反应管内不存在^(34)S记忆效应,25mm的反应管在加入空锡囊燃烧后可基本消除^(34)S记忆效应。利用该联机系统分析了不同类型的食品和环境样品。对于C/N、C/S质量比都小于200的样品,δ^(15 )N、δ^(13 )C和δ^(34)S的测定精度均优于0.15‰,能够满足实验室测试要求。对于C/N或C/S质量比极高的木材和琥珀样品,在N_2和SO_2信号强度都小于0.5V的情况下,δ^(15 )N和δ^(34)S也获得了较好的重现性,其测定精度分别优于0.6‰和0.2‰。该研究可为EA-IRMS技术的应用与发展提供基础数据和科学依据。

三七不同器官稳定同位素变化规律

明确三七不同器官中碳、氮、氢、氧同位素的变化规律,以及年限对三七碳、氮、氢、氧稳定同位素的影响,为三七不同器官产地溯源提供理论依据。利用同位素比率质谱仪测定来自云南、广西44个3年生和7个2年生春三七各器官花、茎叶、芦头、块根、筋条、须根中的δ13 C、δ15 N、δ2H、δ18 O,利用独立样本均值检验以及Duncan’s法进行多重比较分析。不同年限间,三七各器官δ13 C、δ15 N、δ2H、δ18 O均无差异。不同器官间δ13 C、δ2H变化规律基本一致,均为地下部分极显著高于地上部分,即δ13 C表现为芦头、块根、筋条、须根>花、茎叶(P<0.01);δ2H表现为芦头、块根、筋条>须根>花、茎叶(P<0.01);δ15 N则表现为花、茎叶>芦头、块根、筋条>须根;δ18 O表现为块根>芦头>花、须根(P<0.01)。稳定同位素碳、氮、氢、氧在三七不同器官中的分馏效果是不一致的,在进行三七产地溯源时,可以不考虑年限因素。在进行三七各器官产地溯源时,应根据其同位素变化规律选择有差异的同位素指标。

祁连山东段高寒草甸常见植物稳定性同位素特征

【目的】为完善高寒植物稳定性同位素数据库,并为研究植物与环境相互关系奠定基础.【方法】研究采集高寒草甸样地内的各种植物,测定每种植物地上部分和地下部分的稳定性同位素δ^(13)C和δ^(15)N,按照科和生活型分析其稳定性同位素分布特征.【结果】1)研究区共有植物24种,分属21个属,13个科,全部为C3植物;2)植物地上部分δ^(13)C含量,杨柳科最低,百合科最高,二者之间差异显著(P<0.05).植物地下部分δ^(13)C含量,蓼科最高,龙胆科最低(P<0.05).植物地上部分的δ^(15)N含量,百合科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P<0.05),植物地下部分的δ^(15)N含量,杨柳科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P<0.05);3)就地上部分而言,地上芽植物δ^(13)C最低,高位芽植物δ^(13)C最高,二者之间差异显著(P<0.05);地面芽植物δ^(15)N最高,高位芽植物δ^(15)N最低,但差异不显著(P>0.05).就植物地下部分而言,地上芽植物的δ^(13)C最高,一年生植物的δ^(13)C最低(P>0.05),高位芽植物δ^(15)N最低(P<0.05),一年生植物δ^(15)N最高(P<0.05).【结论】植物稳定性同位素与物种本身、生长器官和环境条件均有关系.

酿酒专用粮基地酿酒玉米生长过程稳定同位素研究

该文为了研究酿酒玉米稳定同位素,利用稳定同位素质谱仪测定了来自酿酒专用粮基地不同地块不同生长阶段酿酒玉米各部位的C、N稳定同位素比值,结果表明,各生长阶段,^15N/^14N均最易在酿酒玉米茎部富集,在根部贫化,而13C最易在酿酒玉米生长旺盛的部位富集;多施有机肥,有利于酿酒玉米富集^15N/^14N,使底茎、底叶、果实δ^15N偏高;多施非有机肥,会使底茎、底叶、果实δ^15N偏低;由于植物δ^13C受多种因素共同影响,海拔因素在该研究中未对酿酒玉米δ^13C产生显著影响。该文研究结果为监控酿酒玉米生长过程提供了初步理论数据。

基于碳、氮稳定同位素技术的羊肉产地溯源可行性研究

选择内蒙古12个旗县,共计141只羊的背最长肌、股二头肌、臂三头肌、和腹下肌四个部位肌肉,共564份样品,运用元素分析仪-同位素比质谱仪联用(EA-IRMS)法测定样品δ13C和δ15N值,确定不同部位、不同产地羊肉的同位素组成,以及用其组成特征进行羊肉产地溯源的可行性分析。结果显示,四个部位的δ13C、δ15N值差异性不显著(p>0.05);用δ13C和δ15N值进行二维投射和层聚类分析,可以完全的将呼伦贝尔和锡林郭勒放牧羊肉与西部区四子王旗、和林县和达拉特旗舍饲羊肉区分。结果表明,通过稳定同位素δ13C和δ15N值可以区分部分旗县羊肉样品,为通过该方法实现肉制品的产地溯源提供了技术支撑和理论依据。