大气浓度下N_2O中氮稳定同位素比值测定的GasBench-IRMS系统改造

为实现在线自动测定大气环境N_2O中氮稳定同位素比值,本工作对多用途在线气体制备和导入系统(GasBench)进行了改造。增加了化学阱和2个冷阱,与八通阀构成预浓缩装置,以期达到纯化和浓缩大气样品中N_2O的目的,同时更换大体积进样瓶及其配套样品盘,用于增加样品进样量。优化了质谱测定条件、样品收集和浓缩时间等关键参数,并进行了系统的线性、稳定性测试以及方法准确性验证。结果表明,在本方法条件下,当离子流强度在280~3 000mV时,系统线性关系良好,δ15 NAir值随离子流强度的增加而变化不大;不同压力条件下,δ15 NAir值的S.D<0.04‰,达到仪器稳定性指标的要求。利用该方法测量配制的400mg/L N_2O标准样品气,δ15 NAir平均值为7.253‰,接近标准气的氮稳定同位素标准值,说明该方法准确性良好,可用于大气浓度下N_2O中氮同位素比值测定。

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)。

一种新的、快速的碳、氮、硫同位素测定手段──EA－IRMS连线分析技术

一种新的、快速的碳、氮、硫同位素测定手段──ＥＡ－ＩＲＭＳ连线分析技术储雪蕾（中国科学院地质研究所，北京１０００２９）关键词元素分析仪－同位素比值质谱仪，连线分析碳，氮，硫同位素碳、氮、硫三种元素的稳定同位素在地学、生态学、环境科学等领域受到了重视，...

单体碳同位素比值-色谱-质谱仪离子源高压放电故障维修

旧的GC IR MS单体碳同位素比值 色谱 质谱仪离子源高压放电故障频频发生 ,以致仪器不能正常工作 .通过对仪器离子源各器件用擦拭 ,浸泡 ,超声波清洗 。

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。

应用多接收器电感耦合等离子体质谱仪测定人工及环境样品中的Ag同位素比值

Ag同位素比值主要应用于早期太阳系定年和含Ag物质的示踪,目前Ag同位素比值测定方法十分有限,已有方法的测定过程较为繁琐.因此建立了以Pd为内标、Ag同位素标准品SRM 978a为标样,结合标准-样品交叉(SSB)技术校正质量歧视,用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(multicollector-inductively coupled plasma mass spectrometry,MC-ICPMS)快速准确测定Ag同位素比值的方法.该方法在Pd含量为2.0 mg/kg,样品与标准溶液的Ag含量比值匹配范围为0.25~5.0,且待测样品中Ag含量不低于5μg/kg时方能得到精确的比值;含复杂基体的环境样品则需用AG1X8强碱性阴离子交换树脂柱多次分离.用该方法对人工和环境样品中Ag同位素比值的测定结果表明不同来源的Ag存在同位素分馏,因此Ag同位素比值可用于含Ag物质的示踪.

全自动精密质谱仪快速测定蜂蜜碳同位素比值

高等植物在进行光合作用的过程中对１３Ｃ的歧视效应，导致１３Ｃ／１２Ｃ的比率不同。以南卡罗来那州白碚石（ＰｅｅＤｅｅＢｅｌｅｍｎｉｔｅ）１３Ｃ／１２Ｃ为标准，与其相比较的偏差称为该物质的δ１３Ｃ（Ｄｅｖｉ－ａｔｉｏｎｏｆｒａｔｉｏｉｎｐａｒｔｐｅｒｔｈ...

稳定同位素比例质谱仪在土壤碳循环研究中的应用

稳定同位素比例质谱仪已发展成为研究土壤碳周转和循环的得力工具。本文简单介绍了稳定同位素比例质谱仪的结构和测量原理,详细介绍了碳稳定同位素技术在土壤有机碳和碳酸盐研究中的应用,包括土壤碳稳定同位素比值在评估土壤有机质的分解和周转速率、重现C_3/C_4植被的变化历史和古气候状况、探讨土壤有机质的来源以及对土壤原生和次生碳酸盐进行区分等研究中的应用。

多接收器等离子体质谱仪Zn同位素测定方法研究

该研究建立了Zn同位素比值的MC-ICPMS高精度测定方法。研究内容包括：对干扰信号、介质影响、基质效应和仪器稳定性的评估等方面。重复性测定中，^66Zn／^64Zn、^67Zn／^64Zn、^68Zn／^64Zn外精度分别为0．1‰（2SD）、0．23‰（2SD）、0．22‰（2SD），达到国际先进水准。

电感耦合等离子体质谱法测定水泥样品中的铅同位素比值

研究和讨论了用电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)测定铅的同位素比值测定时,影响测试结果的准确度和精密度的主要因素及其优化过程。在优化后的仪器分析条件下,测定5μg/L的NISTSRM981自然丰度铅同位素标准溶液的各对铅同位素比值,获得的207Pb/206Pb分析精度可优于0.1%。在该条件下测定了14个不同的水泥粉样品中的铅同位素比值,结果显示:铅的同位素比值分析技术可以用来示踪环境监测样品的铅污染源。

同位素比值质谱法鉴别海洛因来源——1.海洛因水解制备吗啡的研究

同位素比值质谱法(IRMS)是目前鉴别缴获的海洛因来源的三种主要方法之一。用该法研究海洛因的来源应分别考虑吗啡来源地和乙酰化试剂来源二方面的因素。本文以缴获的海洛因毒品制备吗啡的方法着手,从酸性和碱性两条路线考察了海洛因水解制备吗啡的方法。研究水解的实验条件,达到了码啡90%以上的产率和95%以上的纯度。首次提出了最佳的反应参数组合,它们分别为:反应温度100℃,反应时间30min,海洛因样品(包括海洛因盐酸盐和游离碱)与盐酸的摩尔比1:3.0;反应温度100℃,时间45min,海洛因盐酸盐与KOH的摩尔比1:4.4,海洛因游离碱与KOH的摩尔比1:3.4。本文还考察了吗啡气相色谱(GC)定量的工作曲线,并对吗啡的TMS衍生物的GC、GC/MS测定结果进行了比较。

同位素质谱仪的法拉第接收器

弄清法拉第接收器在接收状态下微观粒子的运动机理,并用于实践。首先根据物理学对电流的定义,建立同位素磁质谱仪的电流模型和从样品粒子到离子流的比例传递关系;其次,根据电学理论,归纳出接收过程电荷运动规律,提炼出法拉第接收器不同演化阶段的优缺点,总结出法拉第接收器的节点电流模型;然后,针对热电离质谱仪(TIMS)和气体同位素质谱仪(GIRMS)自身特点,论述杯的配置与维护问题。每一步都围绕如何准确测量的主题展开。最后,得出结论:法拉第接收器是将离子电流转换为电子电流的传感器,接收效率接近100%;采用绝对比值测量的质谱仪应采用超高接收效率的法拉第接收器。

阿克苏、连云港和淮安城市居民头发中氢、氧稳定同位素比值差异研究

人类头发中氢、氧稳定同位素比值(δ^2H、δ^18O)与其生活的地理位置具有相关性。为考察不同城市常住居民头发中δ^2H、δ^18O的差异性,本研究选择了西部的阿克苏和东部沿海的连云港、淮安3个城市常住居民的头发样本为研究对象,利用元素分析仪-稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)进行氢、氧稳定同位素比值检验,采用Bayes算法对检验结果进行判别分析。同时,采用波长扫描光腔衰荡光谱仪对3个城市的居民饮用水进行氢、氧稳定同位素比值检验,分析居民头发与其饮用水中氢、氧稳定同位素比值的相关性。结果表明:阿克苏与连云港、淮安的常住居民头发中氢、氧稳定同位素比值差异显著(P<0.05);连云港与淮安的差异不显著(P>0.05)。Bayes判别分析结果表明:阿克苏与连云港、淮安的检测结果能够实现较好的区分,而连云港与淮安的区分效果较差;利用δ^2H和δ^18O共同作为判别因子的判别准确率高于单独使用δ^18O或δ^2H。3个城市常住居民头发与其饮用水中氢、氧稳定同位素比值具有相关性(δ^2H:r=0.933;δ^18O:r=0.998)。

元素分析-同位素质谱测定δ^(15)N和δ^(34)S的信号强度响应特征

自然界中不同类型样品C、N和S元素含量以及C/N和C/S的差异极大,导致元素分析-同位素比值质谱仪(EA-IRMS)联机系统的进样量和检测信号强度的变化范围极大。进样量和信号强度对EA-IRMS测定δ^(15)N和δ^(34)S的影响将导致样品测量结果具有较大的不确定性。为应对样品中目标元素含量低或样品稀缺等限制,本研究重点关注EA-IRMS测定δ^(15)N和δ^(34)S的信号强度依赖性特征。结果表明,EA-IRMS在小元素进样量或弱信号强度条件下测定δ^(15)N和δ^(34)S需要进行空白校正。在1.71~561.93μg N和3.74~100.62μg S的进样条件下,同位素标准物质δ^(15)N和δ^(34)S的测定误差变化范围分别为0.18‰~0.54‰和0.21‰~0.88‰,测定精度变化范围分别为0.24‰~0.57‰和0.27‰~0.54‰。该联机系统对高C/N和C/S(>200)木材标准物质测定时,其δ^(15)N平均误差为0.34‰,其δ^(34)S的测定精度为0.58‰。此外,对两种木材样品δ^(15)N的连续(6~20 d)测定证明该联机系统的测定结果具有较好的时间稳定性。该研究可为EA-IRMS技术的应用与发展提供数据参考。

云南3种特色蜂蜜糖组分的稳定碳同位素比值测定与分析

为了研究云南3种特色蜂蜜的碳同位素分布规律,本试验采用元素分析-同位素比质谱法(EA-IRMS)和液相色谱-同位素比质谱法(LC-IRMS)对60份云南特色蜂蜜(苕子蜜、澳洲坚果蜜和橡胶蜜)的六项碳同位素比值,即果糖、葡萄糖、二糖、三糖、蜂蜜和蜂蜜蛋白的δ^(13)C值进行了测定。对云南3种特色蜂蜜的六项碳同位素比值的分布区间、果糖与葡萄糖的差值(Δδ^(13)C_(果糖-葡萄糖))、蛋白与蜂蜜的差值(Δδ^(13)C_(蛋白-蜂蜜))、最大差值(Δδ^(13)C_(max))、果葡比(F/G)等参数进行了统计和偏最小二乘判别分析,并与现有蜂蜜掺假鉴别的指标进行了比对。结果表明,部分蜂蜜样品(占比20%)不满足现有评价标准(Δδ^(13)C_(max)≤±2.1‰)。通过构建偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)模型可以实现3个蜜种的有效分类鉴别,主要差异性指标为三糖的δ^(13)C值、三糖含量和二糖含量。本研究结果为特色蜂蜜的鉴别和品质评价提供了技术支撑,有利于促进云南乃至我国蜂蜜品质和质量的提升。

气体同位素比值质谱法测定硅同位素丰度比的样品制备方法研究

介绍了气体同位素比值质谱法测定硅同位素丰度比的样品制备方法。采用碱溶法溶解单晶硅样品，经阳离子交换反应、烘干焙烧制得二氧化硅，再用氢氟酸溶解二氧化硅得到氟硅酸溶液，进一步滴加氯化钡溶液生成氟硅酸钡沉淀，将氟硅酸钡热分解最终制得四氟化硅气体。通过优化制备工艺条件，获得了高收率的四氟化硅气体，采用气体同位素比值质谱仪测定四氟化硅气体硅同位素丰度比。测量结果表明，该方法制备出的四氟化硅气体用于硅同位素丰度的测量，具有再现性好，回收率达到了97％以上，能满足准确测量硅摩尔质量的要求。

进样量和信号强度对气相色谱-燃烧-同位素比值质谱测定δ^(13)C和δ^(15)N的影响

采用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)法对咖啡因化合物和混合体系中特定氨基酸的δ^(13)C和δ^(15)N进行测定,在保证高测定精度和准确度的前提下,探讨GC-C-IRMS对进样量和信号强度变化的响应特征。分析结果表明,当C质量≥1 ng或m/z 44信号≥100 mV时,以及N质量≥5 ng或m/z 28信号≥100 mV时,咖啡因δ^(13)C和δ^(15)N测定结果的精度(<0.3‰)和准确度(<0.2‰)均能够满足实验室测试要求。针对混合体系中氨基酸δ^(13)C和δ^(15)N的测定,GC-C-IRMS可以在极少的进样量下实现对特定氨基酸色谱峰的有效分离。12种氨基酸δ^(13)C测定结果未表现出对m/z 44信号强度的依赖性(斜率接近0),其δ^(13)C平均测定精度为0.56‰;而δ^(15)N测定结果表现出良好的时间稳定性(4天),与元素分析-稳定同位素比值质谱(EA-IRMS)单独测定结果的平均偏差为0.77‰。

稳定同位素比技术用于橄榄油的掺假鉴定

市场上橄榄油掺假现象屡禁不止,传统鉴定方法存在局限性。本研究利用元素分析仪-稳定同位素比质谱仪(elemental analyzer-isotope ratio mass spectrometer,EA-IRMS)对市场上常见的7种植物油进行氢、碳稳定同位素比值检验,并对测量结果进行显著性差异分析,同时分析橄榄油中氢、碳稳定同位素比值的相关性。结果表明:橄榄油中δD范围为-146.78‰~-125.30‰,δ^(13)C范围为-29.72‰~-28.59‰,与其他品类植物油中氢稳定同位素比值差异显著(P<0.05),与除葵花籽油、野山茶油外的植物油中碳稳定同位素比值差异显著(P<0.05);且橄榄油中氢、碳稳定同位素比值具有较强的相关性(Pearson’s r=0.904)。计算模拟豆油、玉米油对橄榄油掺假的情况,结果表明,氢、碳稳定同位素比结合分析最低能检测出玉米油掺假10%、豆油掺假30%以上的情况。该研究可为橄榄油的掺假鉴定提供方法参考。

固态法白酒与固液法白酒的同位素鉴别技术

固态法白酒和固液法白酒的鉴别是当前白酒行业所面临的技术难题。本实验以碳稳定同位素为指标,建立了气相色谱-燃烧-同位素质谱(GC-C-IRMS)联用方法测定白酒中乙醛、乙醇、丙醇、异丁醇、异戊醇、乳酸乙酯等主要挥发性物质中的δ13 C。测定了43个传统固态法白酒样品,其乙醇δ13 C分布范围为(-17.65±1.31)‰,测定了24个流通领域白酒样品,其乙醇δ13 C分布范围为(-15.30±1.41)‰,经t检验分析,二者存在显著性差异(P<0.01);t检验结果还表明,传统固态法白酒样品和流通领域白酒样品中异戊醇和乳酸乙酯中δ13 C也存在显著差异。模拟实验发现,白酒中乙醇δ13 C与添加玉米酒精含量呈正相关关系;添加的玉米酒精和挥发性香气物质会改变白酒中的乙醇及微量组分的稳定碳同位素比值,因此稳定同位素技术将有望成为固态法白酒和固液法白酒的有效鉴别手段。

茅台地区酱香白酒硼同位素组成的初步研究

汪强等在题为"茅台地区酱香白酒硼同位素比较研究"一文中采用ICP-MS检测茅台地区不同厂家生产的酱香型白酒中11B/10B比率,得到的11B/10B比值为0.8713～1.0610,此值之低,值得怀疑。采用离子交换的方法提取硼后,采用VG354热电离质谱计和基于加石墨检测Cs2BO2+离子测定硼同位素的方法,初步测定了茅台地区浓香型与酱香型白酒的11B/10B比值分别为4.0184和4.0437(δ11B=-7.9‰和-1.6‰),落在地球物质硼同位素组成正常变化范围内,基本是可靠的,与汪强所报道的异常低的结果存在极大差别。对汪文中造成测定的11B/10B比值异常的可能原因进行的分析表明,汪强的测定结果是不可信的。