【原创】同位素质谱进行食品的认证和溯源

帖子很长，会一直坚持写下去的！！！

1.1    稳定同位素的定义：
Isotope源自于希腊语，意思是相同的位置。这表示在元素周期表里，它们占据了相同的位置。因此，同位素可以定义成带有相同的质子数，但是中子数不同的原子。

1.2    同位素术语和差别范围

分馏（同位素效应）
元素的质子数决定了其化学反应的特征。但是，核电荷数（质子数+中子数）会对其物理化学性质有所反应。所有的给定的同位素会表现出相同的电子结构，所以在化学行为上非常的接近。但是，只是接近并不是完全等同。同位素含量在自然界的变化或者分馏是一个物理现象，并且主要依赖于热动力学平衡，动力学过程会影响同位素的分布。由于这两个原因，分馏是同位素的物理化学变化属性，并且与同位素的质量数的不同成比例。因此，这些同位素在轻元素表现的更加明显。比如水的熔点，在一个标准大气压下是0℃；但是，重水（D2O）的熔点是3.82℃。

同位素平衡效应Equilibrium isotope effect（EIE）

同位素平衡效应（EIE）导致了在一个给定组成的系统中，重同位素会建立一个平衡。在这个系统中，重同位素积累会优先选择那些结合该元素化学键更强的。同位素平衡效应的大小将会由平衡常数和分馏系数决定。在绝大部分的情况下，分馏系数相关于交换反应的平衡常数，在这里一个单独的原子将会在两个物质间变换。在这个例子中， 对于在反应中交换位置的同位素比例，在数量上等于分馏常数。例如，当CO2与水平衡，并且氧原子被交换，通过碳酸盐，18O被富集到CO2中。CO2/H2O平衡被显示在下面等式中：

C16O16O(g) +HC18O16O16O-(aq) C16O18O(g)+ HC16O16O16O-(aq)

对于这个交换反应，分馏系数以以下的等式表示，数量上与平衡常数相等。



同位素动力学效应Kinetic isotope effect（KIE）

定性的说，很多源于简单平衡过程可以解释为同位素有不同反应速率的结果。同位素分馏测量是在不可以还原的化学反应中，总是显示了在一个产品反应中对轻同位素的优先富集。如果同位素取代灵敏度存在于反应中化学键断裂或者形成，同位素动力学效应（KIE）可以定义为初始。进一步，正常的KIE是指含有较多轻同位素的物质可以反应的更快。所有最起初，相比于正常情况总是包含更多的重同位素。分馏的源自于重同位素处于较低的能量级别。因此，断裂含有重同位素的分子需要更多的能量。为解释这个现象，需要去讨论量子机理潜在的影响了化学键的断裂。原子的能量被描述为电子能量加上原子的平动，转动和振动。相同元素的同位素其电子的平动，转动能量是几乎相等的。因此，原子振动是同位素效应的最终根源。Figure1.1 示意了在反应中取代H和D，断裂C-H键是速度决定的步骤。当D被取代为氕， 变化原理是反应处于键的能量零点。

弄个附件上来啊，好下载，嘿嘿

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1.3    “Delta”标志和同位素参比物质

同位素比例的自然丰度的变化通常在小数点后第三，第四位有效数字上。因此，同位素分析需要很精确的测定，这些是通过测量重同位素和轻同位素的比例，并且参比已知同位素比例的化合物得到。这样做的原因是，在一个很长的时期，测定同位素比例的绝对值不是足够稳定。由于对于IRMS的要求如此之高，测定的稳定性将会受很多影响 ，比如温度波动导致的光管的微小几何变化。但是，这些变化都可以被消除，如果使用参比样品的话，因为样品和参比之间的不同将保持由于它们同时受到仪器变化的影响。

支持啊

怎么就没有 了 ？

期待。。。

很抱歉，最近一直很忙，所以没有跟上，最近在整理，会逐渐跟上的