generalsky
第3楼2013/07/02
有机样品中的C和N
早起的同位素测定中,大多数研究者使用氧化反应要不就是“离线”或者“在线”,将有机样品燃烧成气体。
现在均转变成在线的方式,通过元素分析仪连接同位素质谱的装置。1-20mg(或者更多)的样品被称量后,用锡纸包好,放在样品盘上。样品会在氧气流中,在高温下燃烧,然后燃烧的气体被氦气流带到吸附阱上进行分离成H2O,N2,CO2等。感兴趣的气体然后被导入到质谱中进行分析。这就是目前所知的连续流分析模式。
碳酸盐和溶解无机碳
无机碳样品与100%磷酸反应在真空下反应,使其完全转化为纯CO2。这使得可以同时分析C13和O18,条件是磷酸是纯的,并且不能有水。
水样中的溶解无机碳,通过酸化水样并且搅拌水样,在部分真空下产生CO2样品,然后分离纯化该气体。该样品制备原则可以被用来制备血液中的生物碳酸盐。
关于上诉样品的最新方法使用了自动的连续流系统。不需要估计瓶子中的碳酸盐,氦气在酸化之前已经代替了瓶子中的所有气体。在一个反应时间之后,CO2气体被转移到样品环中,然后使用氦气做载气导入到质谱中。一个相似的方法使用在水中DIC的测定中。
氨和水中的硝酸盐δ15N
早期的溶解无机氮分析中,水样中的氨被分离,使用各种蒸汽蒸馏技术或者使用扩散技术等。所有的步骤使得水中的pH变化,然后将氨气被一个酸trap捕获。蒸馏技术比较适合于大量水中含有痕量氨气的情况,可以使用盐水溶液,大概每个样品需要30分钟。一旦氨气被收集在酸阱中,沸石将会用来从溶液中转移出氨气。在所有的方法中,需要小心NH3在每个阶段的收集也纺织分馏。硝态-N可以使用同样的技术蒸馏在使用还原剂将水中的硝酸根还原为氨气。
水中氧
水中氧的分析主要有两种:水平衡法和元素分析仪-同位素质谱法。
水平衡法:
氘:
水平衡法和EA-IRMS方法。
硫:
测定硫的办法,取决于样品的初始状态,核心是将硫转变成SO2还是SF6。 SF6的优势是F只有一个同位素原子,但是技术上转化有点复杂,所以大部分的实验室使用SO2气体。
大部分的方法都是将硫分离出来然后采用氧化硫成溶液中的硫酸盐。硫酸盐可以使用10%的氯化钡转变成BaSO4沉淀。在这里,样品可以氧化为SO2气体并且导入到质谱中进行检测。
连续流的方法:在元素分析仪中,高温下燃烧S,然后进入柱子分离。之后SO2被导入到质谱中进行分析。
generalsky
第4楼2013/07/02
第一章
同位素化学和测量:初步
介绍:
稳定同位素可以被用来:
鉴别来源,例如:污染源
推断过程;(非自养的营养)
估计速度(比如土壤碳循环)
决定比例的输入(比如在肉食动物营养中,某些猎物所占的比例)
确证,反驳,或者加强某些技术的应用
本章节将介绍在生态学上同位素的基础。会介绍,这些同位素是什么,为什么有些同位素在生态过程的研究中会更多的应用,以及如何去测量他们。余下的章节,将会提供生态学中的使用案例。
什么是同位素,什么使得他们截然不同
同位素是质子数相同,而中子数不同的原子。同位素可以指示原子的规则。
比如说,最普通的同位素612C, 12是质量数由中子数和质子数相加而得。6代表原子序数,而中子数是可以不同的。大概有300种稳定同位素,1200种发射性同位素,只有21中元素只有一种同位素。
当中子数和中子数比较接近的时候,同位素易于稳定。生态学研究中的同位素,以轻同位素为主。
通常情况下,配置的同位素比值质谱仪要不是为了轻同位素(如CHONS)或者重同位素,但不能两者兼有。