蝴蝶轻元素稳定同位素比值的测定

蝴蝶对环境的依赖程度较高,其生存环境的气候变化、食物来源等都会直接影响区域内蝴蝶的种类和数量,因此蝴蝶可作为研究生态环境的指标[1-2]。国内对蝴蝶的研究主要是以采集后分类为主,较少用稳定同位素技术判定蝴蝶的生活习性。

基于元素主成分分析与氧同位素比值区分不同地域来源的烟火药

收集了来自11个省份实际案件中缴获的32个烟火药样品,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样品中的40种元素含量,并对具有显著性差异的元素进行主成分分析(PCA),同时使用元素分析-同位素比质谱联用仪测定氧同位素比值(δ^(18)O值),以实现不同地域来源样品的区分。结果表明:不同地域来源样品的元素含量存在一定的特征差异,根据PCA结果可以实现大部分不同样品的区分;δ^(18)O值的分析结果表明,不同地域来源的样品具有一定的氧同位素特征差异,部分不同地域来源样品的δ^(18)O值发生重叠;在不同来源样品的区分中,元素含量与氧同位素比值可以相互佐证,结合二者的分析结果可以实现不同来源样品的全部区分。

液相色谱-稳定同位素比值质谱法测定针叶樱桃粉中抗坏血酸的碳稳定同位素比值

该文建立液相色谱-稳定同位素比值质谱联用(liquid chromatography-stable isotope ratio mass spectrometry,LC-IRMS)检测抗坏血酸δ^(13)C值的分析方法,用于鉴别针叶樱桃粉中抗坏血酸天然来源的真实性。样品中抗坏血酸经液相色谱在线分离纯化,优化后色谱条件为:Syncronis C18(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,流动相为水-pH 2的硫酸溶液(90∶10,体积比),流速0.250 mL/min,色谱柱温度30℃,进样量10μL,通过LC-IsoLink实现目标物全部氧化为CO_(2)气体,最终以气态形式进入稳定同位素质谱仪,直接检测样品中抗坏血酸的δ^(13)C,该方法结果稳定、准确。分别测定了7个合成来源的维生素C片和19个针叶樱桃粉,结果表明,天然来源抗坏血酸δ^(13)C值为-25.00‰~-22.01‰,合成来源抗坏血酸δ^(13)C值为-11.74‰~-10.28‰,两者分布显著性差异,该方法可用于抗坏血酸产品标识的真实性鉴别研究。

地质样品Sr同位素比值测定计量比对结果评价

Sr同位素比值(87Sr/86Sr)测试技术作为一项成熟方法和常规示踪技术手段被广泛应用于地球科学、环境科学、考古学等研究中,但该测试技术至今并未开展相应的计量比对工作。为评价各实验室Sr同位素比值检测水平和能力,本文组织开展了地质样品Sr同位素比值测定专项计量比对活动。通过对参加实验室检测结果进行统计分析,评价各实验室的检测能力。结果表明:参比实验室检测结果的满意率为85.7%,仅一个实验室的检测结果为不满意,参比实验室整体检测能力和技术水平良好,但仍然需要重视高Rb/Sr比值样品分离有效性的问题。

基于碳稳定同位素比值和矿物元素区分贵州不同产地的博落回花

探讨碳同位素比值和矿物元素在博落回花的产地推断中的可行性,为毒蜂蜜来源判别以及博落回原材料地理推断提供技术支撑。采集贵州省12个地域的博落回样本,采用元素分析-稳定同位素质谱仪(EA-IRMS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定博落回花的碳同位素比值(δ^(13)C)和19种矿物元素含量,结合主成分分析、偏最小二乘判别分析和正交偏最小二乘判别分析,建立了博落回花产地推断模型。根据矿物元素主成分分析,五个主成分代表了总指标88.289%的信息,Cs、Ba、Al、V、Mn、Fe、Ni和Li可做因子分析。基于正交-偏最小二乘法判别分析方法建立的判别模型确定了As、Rb、Pb、δ^(13)C、Cs、Cu、Sr共7个指标,可进一步建立博落回花的指纹图谱。基于碳同位素比值和矿物元素可用于区分博落回花的生产地域。

基于碳氮稳定同位素比值和UPLC-Q-Orbitrap代谢组学技术的有机奶和普通奶的成分差异研究

目的:为了防止受利益驱动的一些不法商家随意标注“有机”字样来对食品采取假冒、伪造、以次充好等方式欺诈消费者。方法:本研究提出采用碳氮稳定同位素比值和UPLC-Q-Orbitrap代谢组学技术两种方式对有机奶和普通奶进行差异成分的研究,同时对不同泌乳期的有机奶进行分析。结果:由于碳和氮同位素比值单因素方差分析P<0.01,因此有机奶和普通奶具有显著性差异,可通过碳和氮同位素比值对有机奶进行判别;同时基于液相色谱-高分辨质谱的差异物质的代谢组学数据,采用OPLS-DA方法筛选出差异代谢物,共筛选包括组氨酸等5种差异较大的代谢物,且不同泌乳期的有机奶中组氨酸等化合物含量差异性较大。结论:该研究虽然样本有限,但有机奶和普通奶存在显著的差异代谢物,通过C和N同位素比值,以及5种筛查的差异代谢物可初步判定有机奶,该研究对有机奶和普通奶的差异化研究提供一定的科学依据。

多接收电感耦合等离子体质谱测定氙同位素比值研究

核爆炸产生的氙(Xe)同位素是全面禁止核试验条约的重要监测对象。该文建立了大气气溶胶中Xe同位素比值的多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)分析方法。通过研发Xe的富集纯化平台,使用高纯氩气(99.999%)为载体,有效降低了大气气溶胶中残留颗粒物和有机物对质谱测量的影响。为提高信号稳定性,建立了MC-ICP-MS专用Xe气体进样系统,通过活性炭吸附质谱样品气的Xe、气体进样系统烘烤和抽真空2 h等措施,有效降低了记忆效应和系统本底,129Xe的本底信号强度从3.0×10-2 V降至小于2.7×10-3 V,Xe本底对样品比值测量的影响小于万分之一。采用标准样品交叉法校正质量分馏效应,在24 h内穿插测量7次Xe质控标样,Xe同位素比值测量精密度小于0.09%,对130Xe/131Xe和132Xe/131Xe测量精密度小于0.008%,测量结果与参考值在不确定度范围内一致。采用该方法有效鉴别了Xe同位素组成存在差异的实际样品。该文建立的Xe同位素比值的MC-ICP-MS测量技术精密度高,结果准确,可为Xe监测事件识别及溯源等研究提供可靠数据。

基于果核壳的元素和稳定同位素比值测定及车厘子产地分析

该研究应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),元素分析-稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)对车厘子果核壳中37种元素含量和氢、氧、碳、氮稳定同位素比值进行测定,并应用于车厘子产地分析中。车厘子去果肉和果仁后,将果核壳烘干并研磨成粉末,微波消解后通过ICP-MS对元素含量进行测定,果核壳粉末通过元素分析-稳定同位素比质谱仪对氢、氧、碳、氮稳定同位素比值(δ^(2)H、δ^(18)O、δ^(13)C和δ^(15)N)进行测定。应用上述方法对澳大利亚、美国、新西兰、智利和中国的车厘子样品进行元素含量和稳定同位素比值的测定,并对检测结果进行方差分析、主成分分析、聚类分析和判别分析,对车厘子产地的归属进行研究。研究结果表明基于车厘子果核壳的元素含量和稳定同位素比值综合分析,可以对车厘子产地进行区分,其中Mn、Co、Rb、Sr、Ba和δ^(2) H组合指标整体交叉检验判别准确率92.1%。

TODGA树脂小柱分离-多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法测定岩石样品中Nd同位素比值

通过改进岩石样品分析物Nd的化学分离,实现Nd同位素比值的准确分析,为研究青藏高原岩石成因,揭示物质来源提供技术支持。采用TODGA萃淋树脂分离基体及其与Nd相邻的稀土元素,用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法测定Nd同位素比值,建立了简捷实用的地质样品中Nd同位素分析方法。样品经HF-HNO_(3)分解,HNO_(3)(3 mol/L)-H_(3) BO_(3)(0.12 mol/L)提取,上柱后,先用6 mL HCl(2.8 mol/L)淋洗干扰轻稀土,再用6 mL HCl(2.2 mol/L)淋洗分析物Nd,Nd淋洗液由MC-ICP-MS测定其同位素比值。分析国际岩石标准物质BCR-2、BHVO-2和AGV-2,所得^(143) Nd/^(144) Nd同位素比值(平均值±2σ)分别为0.512638±0.000007、0.512990±0.0000012和0.512792±0.000016,这些同位素数据在误差范围内,与推荐值和文献值完全一致。方法适合各种类型地质样品,为西藏不同地区不同岩石提供了可靠的Nd同位素分析数据。

汽车罩光漆的同位素比值分析及保存条件影响研究

本文通过检验汽车油漆最外层罩光漆的同位素实现不同样品的区分,并考察保存条件对样品同位素的影响。实验共收集了10种汽车罩光漆样品,分别在室温避光、60℃高温、-20℃低温和强紫外线条件下保存6个月,然后用元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)检测样品的碳、氢、氧同位素比值。结果表明:油漆样品在不同保存条件下发生碳、氢、氧同位素分馏,样品的δ^(13)C值在高温和低温保存后向负值偏移,强紫外线照射的影响微弱;δ^(2)H值在3种条件下均向正值偏移,受紫外线照射影响最大;δ^(18)O值在3种条件下均向负值偏移,但不同种类树脂样品之间δ^(18)O值的偏移幅度不同,在3类样品中,聚甲基丙烯酸甲脂类树脂样品分子中由于氧含量最少其偏移值最小。稳定同位素分析方法可为油漆样品分析提供高区分度的三维指纹,在油漆识别与区分方面具有较大的潜力,可用于油漆物证的溯源分析。

液相色谱-稳定同位素比值质谱测定燕窝中唾液酸的碳稳定同位素比值

该文建立了适合液相色谱-稳定同位素比值质谱(liquid chromatography-stable isotope ratio mass spectrometry,LC-IRMS)测定干燕窝中唾液酸δ^(13)C值的方法。样品前处理方法加标回收率为75.2%~100.6%,前处理方法可显著降低蛋白质等大分子对色谱柱的影响且不会干扰碳稳定同位素的准确分析;研究并优化了LC-IRMS对唾液酸δ^(13)C值测定的影响,优化后的色谱条件:采用Hyper REZ XP Carbohydrate H+(300 mm×7.7 mm,8μm)柱,柱温30℃,在0.250 mL/min流速下用90%B(H_(2)O)+10%D(pH_(2)的H_(2)SO_(4))洗脱。方法稳定性、重复性均良好,可准确测定样品δ^(13)C值。对6个干燕窝样品和4个市售唾液酸进行测定,其唾液酸δ^(13)C值分别为(-29.55±0.39)‰和(-15.18±2.45)‰,2种不同来源唾液酸碳稳定同位素特征显著。可检测到燕窝中的非法掺入市售唾液酸比例最低为10%。该方法的建立可为后续鉴别燕窝制品外源添加唾液酸提供基础。

土壤及其他背景样品中铅同位素比值的测定方法

为给铅同位素示踪技术在判别土壤、大气、水体和人体中铅与相关重金属污染来源,区别汽车尾气铅污染和工业铅污染等方面的应用提供科学依据。通过大量的对比条件实验,拟出了土壤、煤、汽车尾气和气溶胶样品中铅同位素比值的测定方法。利用这三个流程分别测定了采自杭州茶园的土壤及茶园附近的煤、汽车尾气和气溶胶样品的铅同位素比值,其中207Pb/206Pb的精度(2σ)均优于±0.03%。重复样误差优于±0.05%2。08Pb强度一般均在1V以上,有的高达8 V以上。监控分析流程的国际标准物质NBS981的207Pb/206Pb为0.91449±0.00004。全流程本底铅为10-8数量级。

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值

采用化学转化法可同时测定各种水体样品中硝酸盐的氮、氧同位素比值。在弱碱性环境中,镀铜镉粒将硝酸盐还原为亚硝酸盐,然后在弱酸性缓冲体系中叠氮酸根将亚硝酸盐转化为氧化亚氮。通过带有预浓缩装置的同位素比值质谱计测定氧化亚氮的氮、氧同位素比值,并用公式将其换算为硝酸盐的氮、氧同位素比值。通过国际标准样品和实验室标准样品的多次检测证实化学转化法具有适用范围广、灵敏度高、操作简便、准确的特点,其转化过程仅需两步,且需样量仅为4.5μg NO3--N。δ15N和δ18O的测量精度分别为0.31‰和0.55‰,测定值与参考值的差异均小于1σ,测量的精确度和准确度均可满足样品分析的需求。

元素分析仪-同位素比值质谱测量碳氮同位素比值最佳反应温度和进样量的确定

沉积有机质的碳氮稳定同位素值是进行古气候、古环境及生态系统研究不可或缺的主要研究手段,目前碳氮同位素主要利用元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)系统来测定。EA-IRMS测定过程中的反应温度及样品进样量直接影响反应物在测试中的燃烧程度,从而影响测试数据的精度。本文利用EA-IRMS技术,以标准样品为参考,在不同转化温度下测试碳氮同位素值,研究保证测试精度的最佳反应温度条件;同时,通过分析不同含氮量样品的检测限,明确了样品含氮量与最低检测限之间的关系,确定了精确测定氮同位素值的最低进样量。结果表明:反应温度对测试精度有显著影响,在碳同位素测定时,将反应温度设定为900℃或以上时测试精度均能达到±0.2‰;氮同位素测定时,反应温度须设定为950℃时测试精度才能达到±0.3‰。实验得出样品含氮量与检测限之间的线性相关性为R2=0.873,开展氮同位素测定时可根据此关系来判断和控制进样量。

常见炸药的稳定同位素比值分析方法研究进展

炸药的深度比对与溯源对于爆炸案事件的侦破具有重大意义,以不同地域来源的原料或不同生产工艺生产的炸药,其组成元素的稳定同位素比值具有差异,因而稳定同位素比值可作为炸药深度比对与溯源的重要指标。稳定同位素比值质谱法(IRMS)作为一种高精度的稳定同位素比值测量手段,已逐渐发展成熟,与元素分析仪、气相色谱仪、液相色谱仪等仪器联用,在食品安全、环境保护、法庭科学等领域应用广泛。IRMS在炸药比对与溯源上亦发挥了重要作用,自1975年IRMS被应用于区分不同国家生产的三硝基甲苯(TNT)以来,IRMS已成功用于多种炸药的分析。但目前尚未见有文献系统地总结常见炸药的稳定同位素比值分析研究进展。该文介绍了稳定同位素比值分析的相关原理、仪器组成及特点,分别总结了硝酸铵、黑火药、TNT、太恩、黑索金等常见炸药的稳定同位素比值分析方法,汇总了文献报道的不同国家生产的硝酸铵、黑火药、TNT等炸药的稳定同位素比值。文章就不同炸药的稳定同位素比值差异、炸药生产、存储过程中相关因素对同位素比值的影响,爆炸前后稳定同位素比值的变化情况等内容进行了分析。本文还指出了目前炸药的稳定同位素比值分析研究中存在的问题,对可能的解决办法进行了讨论,对未来的发展方向提出了建议。

元素分析仪-稳定同位素比值质谱仪测定胶乳总固形物碳含量及其稳定碳同位素

应用元素分析仪和稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS)联用技术测定了胶乳总固形物碳含量及其碳同位素比值δ13C。将所采集的新鲜胶乳预先制成胶片,称取(0.500±0.100)mg样品,按EA仪器工作条件对其碳含量进行测定。分别用碳元素基准物质(尿素、天门冬氨酸、葡萄糖、蔗糖),在EA工作条件下测其碳元素,以碳质量为横坐标,CO2峰面积为纵坐标制得标准曲线,结果表明其线性关系良好。对EA-IRMS系统作了稳定性和线性试验,前者达到小于0.1‰的要求,后者则满足同类仪器小于0.06‰·V-1的要求。此外,还对Craig校正所得样品及3种CRMs的初始校正值作进一步校准的3种校准方法作了比较,结果表明:3种方法中回归法准确度最好,适用于不同性质、不同碳同位素组成的样品;而截距法只能用于碳同位素组成与参考气相近的样品的测量数据的校准;原始回归法则不能有效地消除测定过程中17O的影响和样品燃烧过程中可能存在的同位素分馏的影响而不能用于结果校准。测得胶乳样品的总固形物碳质量分数为81.83%,δ13Cs-PDBM(PDB为国际标准拟箭石化石)为-26.70‰(回归法校准值)。

液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法鉴定蜂蜜掺假

采用液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法(LC/EA-IRMS)对国内蜂蜜掺假情况进行了研究。基于测定得到的38个纯正蜂蜜样品的碳同位素δ13C值数据,提出了纯正蜂蜜样品的δ13C值要求:蛋白质和蜂蜜的δ13C差值(Δδ13CP-H)≥-0.95‰,果糖和葡萄糖的δ13C差值(Δδ13CF-G)在-0.64‰至0.53‰范围内,各个组分间的δ13C最大差值(Δδ13Cmax)<2.09‰。对150个日常检测样品、蜂农和蜂蜜供应商的蜂蜜样品分别采用本文建立的LC/EA-IRMS和国家标准方法(EA-IRMS)进行鉴定,LC/EA-IRMS方法检出58个掺有C3或C4植物糖浆的阳性样品,而EA-IRMS方法仅检出7个掺有C4植物糖浆的阳性样品,可见新方法大大提高了对蜂蜜掺假的鉴别能力。

CAIS法校正ICP-MS测定血铅浓度及同位素比值基体效应的研究

通过模拟全血基体,考察了基体效应对于ICP-MS测定铅浓度及铅同位素比值的影响,并应用CAIS法(common analyte internal standardization)对基体效应进行了校正。实验表明CAIS法适用于多元素复杂基体的校正,校正前及经传统内标法和CAIS法校正后铅浓度测量值与真值之间的相对误差分别为20%,8%,2%,而基体效应对铅同位素比值的影响及其校正作用均不明显;Tl和Dy作为内标的校正结果说明内标元素和被测元素在质量数和性质上的相近与否并不影响CAIS法校正效果;此外,CAIS法对于不同稀释倍数的血液基体都能达到好的校正效果;牛全血标准物质中铅的测定结果证明了CAIS法的可靠性和实用性。

利用铅同位素比值判断丹参不同产地来源

建立了用微柱流动注射与电感耦合等离子体质谱联用的铅同位素比值测量方法。利用铅与 5 磺基 8 羟基喹啉的螯合反应在线分离测定丹参样品中的铅同位素比值 ,并利用铅同位素比值的分布进行中药丹参产地来源的研究。实验结果表明 ,相同地区来源的丹参样品其铅同位素比值分布相对集中 ,而不同地区来源的丹参 ,铅的同位素比值则有明显的区别。因此 。

花生油和玉米油掺合物的碳同位素比值质谱法检测研究

利用碳同位素比值法进行花生油和玉米油掺合物的检测研究。用气相色谱仪获得C4转化途径的玉米油和C3转化途径的花生油的脂肪酸组成,再用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱仪确定三种主要脂肪酸C16∶0、C18∶1、C18∶2的1δ3C值。利用所测得的数据,构建了玉米油与花生油混合油中主要脂肪酸的δ13C值-混合比例的标准曲线。结果表明,玉米油与花生油的1δ3C值差异很大。应用试验中将花生油与一种未知的其他植物油进行掺和,可以检出15%以上花生油的掺合水平。