同位素测量原理及概要PPT课件
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同位素入门知识PPT幻灯片
➢质量不同的同位素分子具有不同的分子振动频率和化学键
强度。轻同位素形成的键比重同位素的键更易破裂，因此轻 同位素的反应速率高，易在生成物中聚集。
2
同位素研究基础
同位素分馏的通用表达法(Expression)
选定某一个样品的R值做标准，其它样品的R值与该标准对照， 便可知道这些样品的同位素比标准富集或贫化的程度。通常，这 种相对富集或相对贫化的程度用δ表示：
两步还原法 淡水、海水 N、O
少
δ15N：±0.2 低 δ18O：±0.3
15
存在问题
• 如何利用最少指标得到最准确的数据？有没有更好的替代指标使得工作量小 且结果准确？ • 用不用测当地源污染同位素范围？滞留作用会影响同位素值，使得计算得到 的同位素值存在误差。分馏作用的程度怎样判断？全面深入分析氮源在迁移转化 过程中对同位素值的影响因素，建立模型定量分析氮的分馏作用对同位素源识别 具有重要意义。 • 精确性的保证。从采样点的设置、样品预处理到最终的模型计算都会对结果 产生影响。如何有效提取和纯化样品，避免同位素制备过程中的同位素污染及分 馏？ • 综合考虑氮源及引起同位素分馏的因素，如何优化现有的数学模型或者开发 新的计算模型？
δ（‰）=（R样-R标）/R标 * 1000 δ＞0，样品比标准更富集；δ＜0，比标准更贫化；δ=0，与 标准具相同同位素比值。
3
同位素研究基础
一些国际通用标准(International Standard)：
➢ SMOW——standard mean ocean water H/O 同位素标准
➢ PDB——Peedee Belemnite(南卡罗林纳州白 垩系）C/O同位素
➢ CDT——Canyon Diablo troilite（亚利桑纳 州迪亚布罗峡谷铁陨石中的陨硫 铁)S同位素
强度。轻同位素形成的键比重同位素的键更易破裂，因此轻 同位素的反应速率高，易在生成物中聚集。
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同位素研究基础
同位素分馏的通用表达法(Expression)
选定某一个样品的R值做标准，其它样品的R值与该标准对照， 便可知道这些样品的同位素比标准富集或贫化的程度。通常，这 种相对富集或相对贫化的程度用δ表示：
两步还原法 淡水、海水 N、O
少
δ15N：±0.2 低 δ18O：±0.3
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存在问题
• 如何利用最少指标得到最准确的数据？有没有更好的替代指标使得工作量小 且结果准确？ • 用不用测当地源污染同位素范围？滞留作用会影响同位素值，使得计算得到 的同位素值存在误差。分馏作用的程度怎样判断？全面深入分析氮源在迁移转化 过程中对同位素值的影响因素，建立模型定量分析氮的分馏作用对同位素源识别 具有重要意义。 • 精确性的保证。从采样点的设置、样品预处理到最终的模型计算都会对结果 产生影响。如何有效提取和纯化样品，避免同位素制备过程中的同位素污染及分 馏？ • 综合考虑氮源及引起同位素分馏的因素，如何优化现有的数学模型或者开发 新的计算模型？
δ（‰）=（R样-R标）/R标 * 1000 δ＞0，样品比标准更富集；δ＜0，比标准更贫化；δ=0，与 标准具相同同位素比值。
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同位素研究基础
一些国际通用标准(International Standard)：
➢ SMOW——standard mean ocean water H/O 同位素标准
➢ PDB——Peedee Belemnite(南卡罗林纳州白 垩系）C/O同位素
➢ CDT——Canyon Diablo troilite（亚利桑纳 州迪亚布罗峡谷铁陨石中的陨硫 铁)S同位素
高一化学同位素 PPT课件 图文
82
离子电荷 原子个数
数字的位置不同，所表示的意义就不同， 可要小心哟！
填表
微粒 质量数 质子数 中子数 电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
18
8305Br
80
35
45
35
练习
某元素Rn- 核外有 x 个电子，该元素的某 种
原子的质量数为A，求原子里的中子数。 阴离子Rn-核外有 x 个电子
中子数不同，质量数不同
不同种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的原子互称同位素
下列叙述正确的是 ( C ) （A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素
不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。
（B）已发现的元素有112种，因此有112种原子
大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。
（C）属于同位素的原子一定为同种元素
正确，因属于同位素的原子的质子数相同。
（D）水（H2O）和重水（D2O）互称同位素ห้องสมุดไป่ตู้
同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。
本节总结：
本节课学习了两个重要概念: 质量数和同位素 此“数”不同彼“素”, 小心! 不要写错啊!
原子的质量数是指元素的一种同位素原子的核中 所含质子数和中子数之和, 在实际使用中常代替同位 素的原子量, 所以也叫做近似原子量。
则原子的核外电子数为 x - n
核内的质子数也为 x - n
A
核内的中子数N = A -（x – n )
B C
=A-x+n
D
核组成 质子数 中子数
离子电荷 原子个数
数字的位置不同，所表示的意义就不同， 可要小心哟！
填表
微粒 质量数 质子数 中子数 电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
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8305Br
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练习
某元素Rn- 核外有 x 个电子，该元素的某 种
原子的质量数为A，求原子里的中子数。 阴离子Rn-核外有 x 个电子
中子数不同，质量数不同
不同种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的原子互称同位素
下列叙述正确的是 ( C ) （A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素
不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。
（B）已发现的元素有112种，因此有112种原子
大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。
（C）属于同位素的原子一定为同种元素
正确，因属于同位素的原子的质子数相同。
（D）水（H2O）和重水（D2O）互称同位素ห้องสมุดไป่ตู้
同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。
本节总结：
本节课学习了两个重要概念: 质量数和同位素 此“数”不同彼“素”, 小心! 不要写错啊!
原子的质量数是指元素的一种同位素原子的核中 所含质子数和中子数之和, 在实际使用中常代替同位 素的原子量, 所以也叫做近似原子量。
则原子的核外电子数为 x - n
核内的质子数也为 x - n
A
核内的中子数N = A -（x – n )
B C
=A-x+n
D
核组成 质子数 中子数
实验素养提升4 同位素标记法的原理与应用.pptx
2
@《创新设计》
[技能提升] 1.(2019·山师附中模拟)下列关于同位素示踪法的叙述错误的是( )
A.将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，若子代大肠杆菌 的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的半保留复制 B.将洋葱根尖培养在含同位素标记的胸腺嘧啶的培养液中，经过一次分裂，子代细 胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中 C.用DNA探针进行基因鉴定时，如果待测DNA是双链，则需要采用加热的方法使其 形成单链，才可用于检测 D.由噬菌体侵染细菌实验可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的 蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质
1
@《创新设计》
同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。放 射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。常用的放射性 同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食 物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素，而 只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。常用的稳定同位素有2H、13C、15N 和18O等。高中生物学教材中涉及的鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就 是用18O分别标记CO2和H2O。还有梅塞尔森做的DNA半保留复制实验中，是用15N标 记亲代的DNA分子。
8
@《创新设计》
4.(2019·山东名校联盟)回答下列与同位素标记有关的问题。 (1)利用15N标记的氨基酸研究唾液腺细胞中的唾液淀粉酶的合成和分泌，则含15N 化合物首先出现的具膜细胞器为________。 (2)若动物吸入18O2，含放射性的化合物最先出现在________(物质)中。 (3)选择生长状态相同的甲、乙两组根尖细胞，分别用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 酸和3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养基进行短时间培养，理论上分析带有放射 性标记的细胞比例较大的是________组，原因是________________________。 (4)T2噬菌体侵染细菌的实验中，用35S标记T2噬菌体的蛋白质，搅拌的目的是____ ______________________________________________________________________， 搅拌不充分带来的结果是_______________________________________________。
@《创新设计》
[技能提升] 1.(2019·山师附中模拟)下列关于同位素示踪法的叙述错误的是( )
A.将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，若子代大肠杆菌 的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的半保留复制 B.将洋葱根尖培养在含同位素标记的胸腺嘧啶的培养液中，经过一次分裂，子代细 胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中 C.用DNA探针进行基因鉴定时，如果待测DNA是双链，则需要采用加热的方法使其 形成单链，才可用于检测 D.由噬菌体侵染细菌实验可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的 蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质
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@《创新设计》
同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。放 射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。常用的放射性 同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食 物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素，而 只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。常用的稳定同位素有2H、13C、15N 和18O等。高中生物学教材中涉及的鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就 是用18O分别标记CO2和H2O。还有梅塞尔森做的DNA半保留复制实验中，是用15N标 记亲代的DNA分子。
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@《创新设计》
4.(2019·山东名校联盟)回答下列与同位素标记有关的问题。 (1)利用15N标记的氨基酸研究唾液腺细胞中的唾液淀粉酶的合成和分泌，则含15N 化合物首先出现的具膜细胞器为________。 (2)若动物吸入18O2，含放射性的化合物最先出现在________(物质)中。 (3)选择生长状态相同的甲、乙两组根尖细胞，分别用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 酸和3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养基进行短时间培养，理论上分析带有放射 性标记的细胞比例较大的是________组，原因是________________________。 (4)T2噬菌体侵染细菌的实验中，用35S标记T2噬菌体的蛋白质，搅拌的目的是____ ______________________________________________________________________， 搅拌不充分带来的结果是_______________________________________________。
同位素测年的原理
同位素测年是一种用来确定物质的年龄的方法。
它是基于同位素的原子核性质和衰变过程的原理。
同位素是具有相同的原子序数但质量数不同的原子，它们在核外电子结构上具有相同的化学性质。
同位素测年通过观察同位素的衰变过程和稳定同位素的比例来确定物质的年龄。
同位素是由原子核中的质子和中子组成的。
原子核中的质子数量决定了元素的化学性质，而质子和中子的总数则决定了同位素的质量数。
同一元素的不同同位素具有相同的化学性质，但它们的质量数不同，因此具有不同的核性质。
放射性衰变是指一些核素的原子核在时间的推移中会自发地发生转变，并释放出一定的能量。
放射性衰变过程中，一种原子核通过放射衰变转变为另一种原子核。
这种衰变过程是随机的，但可以用半衰期来描述。
半衰期是指在衰变过程中，一半的原子核会衰变所需的时间。
不同同位素具有不同的半衰期，可以从此推算物质的年龄。
放射性采样是指在地质或化学过程中，自然界中的一些元素与同位素以特定的比例被捕获或固定到固体、液体或气体中。
例如，放射性同位素碳-14（14C）以特定的比例被生物体吸收，然后在生物体死亡后停止吸收。
通过测量样品中14C和稳定碳同位素的比例，可以确定样品的年龄。
同位素分数是指给定同位素的同位素原子核数量占总原子核数量的比例。
同位素分数可以通过质谱仪等仪器测量得出。
在同位素测年中，研究人员会测量样品中稳定同位素和放射性同位素的比例，然后根据已知的半衰期和放射性衰变方程来确定样品的年龄。
同位素测年方法包括放射性碳测年（利用14C的半衰期为5730年测定有机物的年龄）、钾-氩测年（利用40K的衰变产物40Ar的半衰期为1.28亿年测定岩石和矿物的年龄）、铀-铅测年（利用铀系列同位素衰变到铅系列同位素的比例来测定岩石和矿物的年龄）等。
总之，同位素测年是一种重要的地质年代学方法，它利用同位素的核性质和衰变过程来确定物质的年龄。
通过测量同位素的分数和衰变过程，可以推算出物质的年龄，从而深入研究地球历史和生物进化过程。
同位素讲座ppt-课件
1 同位素的基本概念
同位素的定义 同位素定义：核内质子数相同而中子数不同的同
一类原子。
同位素的分类： (1) 放射性同位素：原子核不稳定，能自发进行放射性衰
变或核裂变，而转变为其它一类核素的同位素称为放射性同 位素。
(2) 稳定同位素：原子核稳定，其本身不会自发进行放射 性衰变或核裂变的同位素。
s(u°lfCide)min3er.a9l a8nd
H2S
(Ohmoto
an1d 1R.y2e,41979),
it
should
be4.30
0408 and d34S0 = 21.
Oxidation processes M proedulcteinspgecpieos tihnatta(re7e6n0richTeod rinr3,4iSnre°laCtive) to the startin0g .m0a0terial, whereas reduc3tio.8n 1produces species tha0t .a2re8depleted in 34S.
100.00
101.42
100.14
cover: Cu Ba instead
of
Ca)
alsVo haapveoarsmparlleesffseuct:re
(at
100
°C,
in
Torr)
760,00
721.60
(3) analysis of natural samples for which independent estimates of temperature are available.
1934年诺贝尔化学奖获得者Urey奠定了同位 素取代的物理化学性质变化的理论基础，并把它 用于地球科学。1946年他在英国皇家学会上发表
同位素质谱仪工作原理
同位素质谱仪工作原理嗨，小伙伴们！今天咱们来唠唠同位素质谱仪这个超酷的家伙的工作原理，可有趣啦！同位素质谱仪呢，就像是一个超级侦探，专门在微观世界里探究同位素的秘密。
那什么是同位素呢？简单来说，就像是元素大家庭里的双胞胎或者多胞胎，它们质子数相同，但是中子数不一样。
比如说碳元素，就有碳 - 12、碳 - 13、碳 - 14这些同位素兄弟。
同位素质谱仪要干的第一件事就是把要检测的样品变成离子。
这就像是给同位素们穿上一件特殊的“带电衣服”，让它们能在仪器里跑来跑去。
怎么做到的呢？通常会用一些特殊的方法，像电子轰击啊之类的。
想象一下，就像用小锤子轻轻敲一下同位素原子，然后它就“啊”的一下变成带正电或者带负电的离子啦。
接下来呀，这些变成离子的同位素就开始它们的奇妙之旅啦。
它们会被加速，就像小朋友在滑滑梯，“嗖”的一下就冲出去了。
这个加速的过程很重要哦，它能让离子们按照一定的速度跑起来，这样后面才能区分开不同的同位素呢。
然后呢，这些加速后的离子会进入一个磁场。
哇，磁场这个地方就像一个超级大迷宫，不同质量的离子在磁场里的运动轨迹可不一样啦。
质量大的离子就比较“笨重”，它在磁场里拐的弯就大一些，就像大胖子跑步转弯比较费劲一样；而质量小的离子呢，就比较“灵活”，拐的弯就小一些。
这就好像是在一场特殊的赛跑比赛里，不同体重的选手跑的路线不一样呢。
在这个过程中，同位素质谱仪就像一个超级敏锐的裁判，它能够精确地测量出每个离子的运动轨迹和飞行时间等信息。
根据这些信息，它就能判断出这个离子是哪种同位素啦。
比如说，如果看到一个离子按照碳 - 12的那种“路线”跑，那仪器就知道这个离子是碳 - 12啦。
同位素质谱仪还有个很厉害的地方呢，就是它的检测精度超级高。
它就像一个有着超级视力的小侦探，能够发现很微小的同位素比例差异。
这在很多领域都超级有用哦。
在科学研究里，比如说研究气候变化。
科学家们可以通过分析古代动植物化石里的碳同位素比例，来推测当时的大气环境。
第九章 同位素示踪技术
第九章同位素示踪技术第九章同位素示踪技术第九章同位素示踪技术在反刍动物营养研究中的应用第一节同位素示踪技术的原理与方法简介同位素示踪是继能量平衡、物质平衡（C，n）试验及相关化学分析技术之后，动物营养学的另一种重要研究方法。
同位素示踪主要用于观察营养物质的动态代谢过程，这是常规技术无法实现的。
传统的研究方法也可以用来研究食糜流量和营养吸收，但同位素示踪技术的应用可以提高测定的准确性，减少动物的外科治疗，重复使用相同的动物或获得更多的信息。
此外，同位素研究也是矿物代谢研究的重要手段。
虽然同位素示踪技术的应用受到仪器设备要求的限制，但其独特的优势使其得到越来越广泛的应用。
一.同位素示踪技术的原理同位素示踪技术广泛应用于反刍动物营养研究。
例如，营养物质的消化和吸收、食糜的流量测量、细菌蛋白质的合成、身体组织的合成和分解、器官代谢、矿物质代谢、能量代谢和身体成分的估计可以通过不同的同位素示踪技术来实现。
这些同位素示踪技术利用同位素原子相同的化学性质和不同的物理性质，通过示踪原子位置和数量的变化来观察物质的代谢。
就方法原则而言，主要有以下三个方面。
这些原则的综合应用形成了各种技术方法。
1.同位素稀释：如测定某种代谢物在代谢池中的总量，在无法测定代谢池总容量的情况下，向代谢池中注入一定数量的同位素标记代谢物，取得代表性样品后测定同位素富集度（比活度），可以计算出池中代谢物总量。
假设使用稳定性同位素标记的代谢物进行示踪。
注入代谢物的该同位素富集度（某同位素量/代谢物中该元素总量）为ei，代谢物注入量为i；代谢池中代谢物中该同位素的富集度为ec，代谢物总量为m；注入示踪物后代谢池的同位素富集度为eci。
其中ei、i为已知量，ec、eci为可测量，求m。
eci??ei?i?ec?m?/?i?m?则：mei?eci??i??/?eci?ec?同时，通过测量池中代谢产物的浓度C，可以获得代谢池的体积V。
五、M/C 2材料代谢动力学分析：动物体内代谢池中的代谢物一般处于动态变化之中，向代谢池中注入示踪物，测定池内和流出代谢池的示踪物变化以反映物质的代谢。
同位素质谱计工作原理-PPT课件
分析系统（analyzer system）
Ⅰ 离子源（ion source）
如样品原子电离电位低于金属表面电子的 逸出功(功函数)时，电子可以从样品原子中 逸出而迁移到金属表面，以正离子的形式蒸 发出来。如果样品原子的电子亲合势大于金 属表面电子逸出功时，样品原子能从金属表 面俘获电子，而以负离子的形式蒸发出来。 利用静电透镜将离子引出并聚焦成离子束， 供质谱分析用。
真空系统（pumping system）
分子泵则是利用高速旋转的涡轮叶片不断对被 抽气体施以定向的动量和压缩作用，将气体排走。 分子泵能达到和维持质谱仪器正常工作所需要的 10-6托以下的真空水平。
真空系统（pumping system）
钛离子泵是基于清除固体表面对中性气体的化 学吸附作用以及系统中的微量残余气体而设立的。 钛离子泵利用离子撞击钛阴极时产生的溅射现象， 不断在阳极表面形成新鲜的活性钛膜来吸附气体 分子，同时，电离生成的离子以一定能量打在阴 极表面而被吸附，以致能有效地抽除气体分子， 其极限真空可达10-9托。
分析系统（analyzer system）
Ⅱ 样品转盘（magazine drive）
样品转盘的功能就是选择分析样品，当做完一 个样品后，通过它选择下一个样品来进行分析； 或者可以选择任一个样品进行分析，同时，它还 具有辅助离子聚焦的作用（MAGAZINE FOCUS）。
分析系统（analyzer system）
分析系统（analyzer system）
Ⅰ 离子源（ion source）
MAT261质谱计离子源采用的是热表面电 离源，表面电离的原理是：将分析样品涂敷 在金属丝(带)表面上，在真空中通以电流使 金属丝炽热，样品因受热而蒸发。从表面上 蒸发的样品粒子大部分是中性粒子，但也有 一部分以正或负离子形式脱出表面。
同位素测年原理与方法PPT课件
88Sr
87Rb→β- → 87Sr
86Sr
84Sr
4
二：化学处理
1：化学分离前必须将岩石样品转化为溶液 即溶样。 岩石、矿物样品能否彻底溶解，是得 到可信的析数据的先决条件。岩石中有 相当一部分微量元素，包括放射成因母 子体元素，分布在难溶副矿物中，保证 其全部溶解是十分重要的。此外，还要 求溶矿过程中引入尽可能少的试剂和污 染。
11
分离Rb、Sr和REE时用强酸性阳 离子交换树脂，活性基团如--S03H，
可交换离子为H+。 分离Pb和U，Th使用强碱性的 阴离子交换树脂，活性基团为碱性 基团，可交换离子为Cl-或NO3-。
• 12
图4.1离子交换示意图
13
14
溶矿 在溶矿中我们已不使用HCLO4 ,因为HCLO4空白较高以及在侵析样品时富集Al与Ca，当往干燥 的样品中加入混合溶剂在干燥的样品中CLO4-离子的存在引起了样品的“胶化”。特别是当残 渣增加的情况下往往会降低铅在溶液中的含量。我们重新提纯的16mol/L HNO2代替HCLO4， 溶解样品用HF和HFO3混合液（每ml样品1：1的HNO2和HF混合液0.2ml）。 首先准确称量约0.50g样品，加入HF与HNO3，浸泡6—10个小时，盖上盖在600C加温2个小时左 右，取下盖子在800C情况下蒸干样品，因为某些氟化物类在稀酸中往往含沉淀，因此蒸干的样 品需要重溶在1 mol/L HNO3中然后蒸干。此步骤反复几次。（以上的步骤需要非常仔细，防 止溶江中的丢失影响同位素结果的测定）。蒸干的样品加入适量的超纯水，在高灵敏度的天平 上把药品分成两份。一份测定同位素组成，一份准确的加入铅与铀的稀释剂测定同位素的含量。 等分后的 样品蒸发完全干燥，然后加入2ml94%CH2OH—6%16mol/L HNO2的混合液 （CH2OH与Pb形成之阴离子），用已处理好的聚四氟乙小棒仔细捣碎残渣以防止包裹元素铅 和铀。然后仔细的把烧杯中的溶液仔细的倒入石英离心管中，用少量的混合液洗一下烧杯把其 溶液合并到石英离心管中，离心分离准确过柱。 2、化学分离 1）阴离子交换 柱高为10cm，直径为0.5cm，底部用高纯的石英作为滤板。把浸泡在94%CH2OH—16% mol/L HNO3，混合液的Dowexlx8阴离子交换树脂装到交换柱上，其树脂高度为5cm。装柱以 后首先 用3ml混合液洗一下树脂床，流干。然后把离心管中的样品液小心的倒入到交换柱中流干。用 8ml70% CH2OH30%（3.3mol/L）HNO2混合液洗去干扰元素（此溶液要用已处理好的10ml石英 烧杯接以便分析U）。最后用8ml0.5 mol/L HNO2 洗下铅(用10ml石英烧杯接）。蒸干样品，加 入0.5ml 1.5NCl，蒸干样品。准确的加入0.25ml 1.5N HCl 。准备过阳柱。 2）阳离子交换 阳离子交换柱的尺寸大小与阴离子交换柱一样，浸泡在4mol/HCl中的 Dowex50×8 装到交换柱 上，树脂高度为2.5cm。用5ml4mol/L HCl洗柱，然后用3ml1.5mol/L HCl淋洗树脂，流干，把阴 离子交换柱下来的 溶液小心地倒入此交换柱中，流干，最后用2ml1.5mol/LHCl洗下Pb(用5ml石 英烧杯)，蒸干样品准备上质谱计。 3)铀的离子交换 铀是以氯形成络阴离子吸附在阴离子树脂上与其它元素分离的。只有一个主要的元素Fe与其一 起吸附在树脂上，加入抗坏血酸到HCl溶液中就是为了络合
02同位素测量原理及概要
激 光
★离子流的引出：
由样品离子化出来的离子，其初始速度一般 都不大，要利用这些离子进行质谱分析，必 须将它们从离子源中引出，并使之具有一定 的速度。
为此，在离子源的电离室和出口缝之间加上 一定的电压，造成电位梯度，使离子朝着质 量分析器的方向加速，离子获得能量：
eV 1 mv2 2
此电位差称为加速电压，在分析正离子时， 样品和电离室处于高电位。出口缝处于低电 位。在分析负离子时，则相反。
Triton 质谱计就是表面热电离离子源系统。
测定Rb、Sr、Sm、Nd、 Re、Os、Pb、B等同位素 组成往往采用这类离子源 质谱计。
样品（矿物、岩石等）要 经过化学分离提纯出相应 的元素，置于灯丝上，然 后放入仪器进行同位素组 成测定。
化学分离提纯
岩石或矿物样品一般采用酸溶解。用离子交换色 谱分离法将Rb、Sr、Sm、Nd、分离出来。离子交 换色谱分离是通过离子交换树脂(Resin)进行的。
出的带等量电荷的相同质量离子具有相同的动 能，但不同质量的离子具有不同的速度：
v 2eV m
例如：H+离子（质量数=1）在104 V的电场中加速，那 么其从离子源射出的速度是多少？
电子的电荷为1.60219×10-19库伦 原子的质量为1.6605402 ×10-27Kg
代入 v 2 eV m
表 面 热 电 离 Thermal Ionization Mass Spectrometry（TIMS/表面热电离质谱计/固 体质谱计）
二 次 离 子 化 Secondary Ionization Mass Spectrometry（SIMS/离子探针质谱计）
电感耦合等离子化（ICP－MS：等离子质谱 计）
实验素养提升4 同位素标记法的原理与应用ppt
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@《创新设计》
[技能 晋升 ] 1.(2019·山师附中模仿)以下对于 同位素示踪法的表白 过错 的选项是( )
A.将用14N标记 了DNA的大年夜 肠杆菌在含有15N的培养 基中繁殖 一代，假设 子 代大年夜 肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，那么可阐明DNA的半保存 复制 B.将洋葱根尖培养 在含同位素标记 的胸腺嘧啶的培养 液中，经过一次决裂 ，子代 细胞中的喷射 性会出现在细胞质跟 细胞核中 C.用DNA探针停顿基因判定 时，假如待测DNA是双链，那么需要 采用加热的办法 使其形成 单链，才可用于检测 D.由噬菌体侵染细菌试验 可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的 蛋白 质，进而证实 了DNA是噬菌体的遗传物质
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@《创新设计》
剖析 根尖细胞都可停顿转录过程 ，需要 应用尿嘧啶剖析 RNA，因而所有 根尖细胞 都会 出现喷射 性，A过错 ；分泌 蛋白 的剖析 跟 分泌 依次经过的结构包含 ：核糖 体→内质网→高尔基体→细胞膜，C过错 ；光合作 用中14C转移的道路 为：14CO2→ 14C3→(14CH2O)，D过错 。 答案 B
苷酸跟 3H标记 的尿嘧啶核糖核苷酸的培养 基停顿短时刻 培养 ，实际上剖析带有
喷射
性标记
的细胞比例较大年夜
的是________组，缘故是
________________________。 (4)T2噬菌体侵染细菌的试验 中，用35S标记 T2噬菌体的蛋白 质，搅拌的目标 是
____
______________________________________________________________________，
@《创新设计》
[技能 必备] 了解含意 同位素标记 法也叫同位素示踪法，它能够 研究 细胞内的元素或化合物的起源 、 构成 、散布跟 去处 等，进而了解细胞的结构跟 功能 、化学物质 的变更 、反应 机理等。 同位素是存在 一样原子序数但品质 数差别 的核素。统一 元素的差别 核素之间互 称为同位素。比方 ，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。同位素可分为动 摇性同位素跟 喷射 性同位素两类，动摇性同位素是原子核结构动摇，不会发生 衰 变的同位素。喷射 性同位素是原子核不动摇会自发衰变的同位素。
@《创新设计》
[技能 晋升 ] 1.(2019·山师附中模仿)以下对于 同位素示踪法的表白 过错 的选项是( )
A.将用14N标记 了DNA的大年夜 肠杆菌在含有15N的培养 基中繁殖 一代，假设 子 代大年夜 肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，那么可阐明DNA的半保存 复制 B.将洋葱根尖培养 在含同位素标记 的胸腺嘧啶的培养 液中，经过一次决裂 ，子代 细胞中的喷射 性会出现在细胞质跟 细胞核中 C.用DNA探针停顿基因判定 时，假如待测DNA是双链，那么需要 采用加热的办法 使其形成 单链，才可用于检测 D.由噬菌体侵染细菌试验 可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的 蛋白 质，进而证实 了DNA是噬菌体的遗传物质
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@《创新设计》
剖析 根尖细胞都可停顿转录过程 ，需要 应用尿嘧啶剖析 RNA，因而所有 根尖细胞 都会 出现喷射 性，A过错 ；分泌 蛋白 的剖析 跟 分泌 依次经过的结构包含 ：核糖 体→内质网→高尔基体→细胞膜，C过错 ；光合作 用中14C转移的道路 为：14CO2→ 14C3→(14CH2O)，D过错 。 答案 B
苷酸跟 3H标记 的尿嘧啶核糖核苷酸的培养 基停顿短时刻 培养 ，实际上剖析带有
喷射
性标记
的细胞比例较大年夜
的是________组，缘故是
________________________。 (4)T2噬菌体侵染细菌的试验 中，用35S标记 T2噬菌体的蛋白 质，搅拌的目标 是
____
______________________________________________________________________，
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[技能 必备] 了解含意 同位素标记 法也叫同位素示踪法，它能够 研究 细胞内的元素或化合物的起源 、 构成 、散布跟 去处 等，进而了解细胞的结构跟 功能 、化学物质 的变更 、反应 机理等。 同位素是存在 一样原子序数但品质 数差别 的核素。统一 元素的差别 核素之间互 称为同位素。比方 ，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。同位素可分为动 摇性同位素跟 喷射 性同位素两类，动摇性同位素是原子核结构动摇，不会发生 衰 变的同位素。喷射 性同位素是原子核不动摇会自发衰变的同位素。
同位素原子示踪法PPT课件
CH3—C—O—C2H5
H—O—C2H5
3、根据1、2可以推测乙酸和乙醇反应可能有 几种脱水方式？
P61科学探究 酯化反应的过程
①O
同位素原子示踪法
浓H2SO4
CH3—C—O—H+HO—C2H5
酸脱氢，醇脱羟基
CH3—C—O—C2H5 + H2O
②O
CH3—C—O—H+HO—C2H5
O
浓H2SO4
结构简式 CH3COOH O
官能团 羧基：—C—OH （或—COOH）
吸收峰较强的为甲基氢，较弱的 为羧基氢，二者面积比约为3：1
3、化学性质
(1)酸性（乙酸是一种弱酸）
CH3COOH
CH3COO－+H+A. 使石蕊试液变红源自B. 与活泼金属置换出氢气
C. 与碱发生中和反应
D. 与碱性氧化物反应
E. 能与部分盐(如碳酸盐)反应
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
日常生活中，水壶用久了就会产生水垢， 我们可以用什么化学方法来除掉它了？ （水垢的主要成分CaCO3)
醋酸
请写出化学方程式
2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O
实 验
酸性：乙酸 > 碳酸 > 苯酚
探
究
你能否根据所提供的仪器和药品,自 己设计出实验方案来一次验证它
醋酸溶液
生化技术-放射性同位素检测PPT课件
衰变规律： dN/dt= -λ N ln(N0/N)= λ t, T1/2 =ln2 /λ 放射线防护： 防止内照射：防止进入体内 防止外照射：屏蔽，增大距离，减少受 照时间
放射性同位素的检测 放射自显影技术 盖革计数管探测 闪烁计数器探测 放射性同位素的搀入 化学法结合法 生物合成法 酶促合成法
思考题
了解放射性同位检测的应用。 放射性同位素检测方法有哪些？ 放射性同位素搀入方法有哪些？
放射性同位素检测
运用放射性同位素研究物质的运动和变化的技 术。 主要特点： 1 放射性同位素与相应元素在化学性上相同。 2 放射性同位素能不断放出射线，易于发现和 测定 3 放射性同位素的衰变与射线 射线： α－射线：速度慢，射程短，穿透力小， 电离效应对生物较大伤害 Β－射线：电子流 γ －射线：光子流，射程长，穿透力强， 不直接产生电离
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Notes: Thomson is the father of Nobel laureate George Paget
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Thomson.
随后A.J.Dempster (1918) 和W.F.Aston (1919) 设计了 较完善的质谱仪，并进行了元素同位素丰度测定的大 量工作。 30年代，K.T.Bainbridge、J.Mattaach 和 R.Herzog 进 一步改进质谱仪器。 30年代末发现天然存在元素同位素并测定其丰度的工 作已经完成. 从那以后，质谱仪器演化为研究物理、化学和生物问 题的工具。
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Notable students
Charles Glover Barkla Charles T. R. Wilson Ernest Rutherford Francis William Aston John Townsend J. Robert Oppenheimer Owen Richardson William Henry Bragg H. Stanley Allen John Zeleny Daniel Frost Comstock Max Born T. H. Laby Paul Langevin Balthasar van der Pol Geoffrey Ingram Taylor
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(A) 电子轰击型离子源： 这种离子源适用于气体电离，
在一定真空度下，关闭真空泵阀门，让一定 量的少量气体进入离子源进行电离(静态)。 或者在不断抽真的同时, 气体样品通过一 个气体漏孔不断进入离子源进行电离（动 态）, 即所谓粘滞流进样。
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MAT252 质谱计就是采用电子轰击型离子源、并采用 粘滞流进样系统。
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2.1 质谱仪器发展简史 第一台质谱仪是由J.J. Thomson (1913) 在 研究阴极射线过程中设计成功的。当时叫做 “positive ray apparatus”，并用这个装置揭 示了氖(Neon)有两个同位素20Ne、22Ne。
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Sir Joseph John Thomson (1856-1940).
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真空泵 离子源
磁分析器
60 60 60
离子束
离子接收器 接 计 算 机
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TIMS
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（1）离子源 中性原子或分子被电离成离子，然后经过高 压电场加速并通过一系列夹缝使之形成具有 一定速度和形状的离子束，以进入磁分析器 进行质量偏转分离。
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最常用的离子源种类按离子产生方式主要有：
➢ 电子轰击（气体质谱计）
Known for
Plum pudding model Discovery of electron Discovery of isotopes Mass spectrometer invention First m/e measurement Proposed first waveguide Thomson scattering Thomson problem Coining term 'delta ray' Coining term 'epsilon radiation' Thomson (unit)
MAT253，Delta Plus
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测定H、O、C、S等同位素组成采用这类离 子源质谱计。 样品（矿物、岩石、水、有机质等）要经过 一定的化学处理，制取成H2、CO2、SO2等 气体，然后引入仪器进行同位素组成测定。
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化学提取氧并 且转化为CO2
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2. 同位素测量基本原理
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同位素地质学的发展是建立在同位素测量方 法/仪器发展的基础之上的。
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同位素测量用同位素质谱仪器
质谱仪器可用于测定物质的分子量、原子量 及其丰度、以及同位素组成的仪器。
早期的质谱仪器是用照相法同时检测多种离 子，称为Mass Spectrograph; 现代的质谱仪器是用电子学方法来检测离子， 称为Mass Spectrometer。可用来精确测定元 素的同位素组成。
United Kingdom
Physics
Cambridge University
University of Manchester University of Cambridge
John Strutt (Rayleigh) Edward John Routh
Nobel Prize for Physics (1906)
现代质谱计由三大系统组成： 分析系统 电学系统 真空系统。
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★质谱计分析系统 在同位素地质学中所采用的大部分现代质谱计是 由Nier(1940)设计的质谱计的基础上发展演化的 现代Nier型质谱计由三个必需部分组成(图)： (1) 离子源 (2) 质量分析器 (3) 离子接收器。 所有三个部分都抽真空至10-6到10-9mmHg。
➢ 表 面 热 电 离 Thermal Ionization Mass Spectrometry（TIMS/表面热电离质谱计/固 体质谱计）
➢ 二 次 离 子 化 Secondary Ionization Mass Spectrometry（SIMS/离子探针质谱计）
➢ 电感耦合等离子化（ICP－MS：等离子质谱 计）
Born
Died
Nationality Fields Institutions
Alma mater
Academic advisors Notable awards
18 December 1856 Cheetham Hill, Manchester, UK
30 August 1940 (aged 83) Cambridge, UK
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1940年A. O’Nier 首次设计成功磁偏转角为 60的扇形磁场质谱计，然后(1947)又设计了 双接收系统，成为现代质谱计的基础，并使 得测定和解释天然物质中一些元素的同位素 组成变化成为可能。从而为同位素地质学的 发展提供了条件。
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2.2 质谱仪器的组成
质谱仪器能使物质粒子(原子、分子)离子化并 通过适当稳定的或者变化的电场、磁场将它们 按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否来实 现质荷比分离，并检测其强度后进行物质分析 或同位素分析。