同位素比例质谱
同位素比例质谱
同位素比例质谱1 同位素有关概念同位素：两个原子质子数目相同，但中子数目不同，则他们仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素。
同位素可分为两大类：放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope）。
放射性同位素指某些同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素。
稳定同位素指某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素，常用的有34种，已实现规模生产的稳定同位素及化合物有235U、重水、6Li、10B，而常用于质谱分析的主要是12C和13C、18O和16O、34S和32S、D/H等。
2 同位素丰度绝对丰度：指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额，常以该同位素与1H（取1H＝1012）或28Si（28Si＝106）的比值表示。
相对丰度：指同一元素各同位素的相对含量。
例如12C＝98.892％，13C＝1.108％。
大多数元素由两种或两种以上同位素组成，少数元素为单同位素元素，例如19F＝100％。
3 R值和δ值同位素比值R为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比. 例如 D/H、13C/12C、34S/32S等，由于轻元素在自然界中轻同位素的相对丰度很高，而重同位素的相对丰度都很低，R值就很低且冗长繁琐不便于比较，故在实际工作中通常采用样品的δ值来表示样品的同位素成分。
样品（se）的同位素比值Rse与一标准物质（st）的同位素比值（Rst）比较，比较结果称为样品的δ值。
其定义为：δ（‰）=（Rse/Rst －1）×1000（即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差）。
氢同位素标准物质：分析结果均以标准平均大洋水（Standard Mean Ocean Water，即SMOW）为标准报导，这是一个假象的标准，以它作为世界范围比较的基点，其D/H SMOW =（155.76±0.10）×10－6。
同位素质谱仪
同位素质谱仪同位素质谱仪是一种基于同位素比例的分析技术，可用于确定物质的化学成分、结构和原子性质等。
它是现代科学研究中非常重要的一种研究工具，主要应用在天文学、地球化学、生物医药等领域。
下面将详细介绍同位素质谱仪的原理和应用。
一、原理同位素质谱仪是一种测量同位素丰度比例的仪器。
其基本原理是利用同位素丰度比例的差异，通过共同的物理化学过程对样品进行分离、富集和分析。
同位素分离的基本原理是利用同分异构体分子结构不同而使化学反应速率、热力学等性质不同的特点，从而实现分离并量化目标同位素的相对丰度比例。
同位素性质的差异可用于确定物质的组成、来源和变化历史等信息。
二、应用1. 地球化学同位素质谱仪被广泛应用于地球化学领域，如使用稳定碳同位素技术测量石油和天然气的来源和地质历史；利用稳定硫同位素技术监测污染区域的地下水和空气污染源；通过利用放射性同位素技术计算地震活动的时间和地点等。
2. 天文学天文学家经常使用同位素质谱仪研究宇宙中的轻元素，如氢、氦等。
通过测量这些元素的同位素比例，可以确定宇宙的物质起源和演化历史，从而更好地理解宇宙的本质。
3. 生物医药在生物医药领域，同位素质谱仪广泛应用于生物分子的定量分析和代谢研究。
例如，利用稳定碳同位素技术可以测量人体吸入的二氧化碳，从而确定人体代谢率和营养吸收情况。
4. 环境保护同位素质谱仪在环境保护领域也有着重要的应用。
例如，利用氧气同位素技术可以监测大气中氧气的含量和来源，从而更好地了解大气的环境变化和污染情况。
综上所述，同位素质谱仪是一种高精度、高灵敏度的分析技术，具有广泛的应用前景。
在不同领域中，同位素质谱仪均能提供重要的信息，从而帮助科学家更好地研究世界、保护环境、改善人类生活。
同位素质谱在食品中的应用案例
同位素质谱技术在食品领域的应用案例一、引言食品安全一直是人们关注的焦点之一。
近年来，随着科技的不断发展，同位素质谱技术在食品安全领域的应用逐渐受到重视。
本文将以同位素质谱在食品中的应用案例为主题，深入探讨该技术在食品安全领域中的重要作用。
二、同位素质谱技术简介同位素质谱（Isotope Mass Spectrometry）是一种通过分析物质中同位素含量来揭示其结构和成分的技术。
通过质谱仪对样品中的同位素进行分析，可以准确地鉴定和定量物质中的各种化学成分。
在食品领域，同位素质谱技术被广泛应用于检测食品中的添加剂、农药残留、重金属等有害物质，以及食品来源的真实性和品质等方面。
三、同位素质谱在食品安全领域的应用案例1. 食品中添加剂的检测同位素质谱技术可以精准地检测食品中的添加剂，如防腐剂、甜味剂、色素等。
通过对食品样品中的同位素进行分析，可以准确鉴别不同来源的食品添加剂，并对其进行定量分析，保障食品安全。
2. 农药残留的检测农药残留是当前食品安全领域面临的严重问题之一。
同位素质谱技术可以有效地检测食品中的农药残留，包括有机磷、氨基甲酸酯、三唑酮类等多种农药成分，为食品安全提供了有力的保障。
3. 食品真实性和品质的鉴定同位素质谱技术可用于鉴定食品的真实性和品质。
通过对食品样品中的同位素含量进行分析，可以准确判断食品的原产地、生长环境以及真伪，为消费者提供安全、健康的食品。
四、同位素质谱技术的优势和局限性1. 优势同位素质谱技术具有高灵敏度、高准确性和高分辨率的特点，可以对微量物质进行快速、准确的检测和分析。
该技术可以同时检测多种成分，具有较好的应用前景。
2. 局限性同位素质谱技术在样品处理、设备成本以及操作技能等方面存在一定的局限性，需要专业的操作和分析技术，因此在实际应用中需要较高的技术门槛。
五、个人观点和总结同位素质谱技术作为一种快速、准确的分析手段，在食品安全领域具有广阔的应用前景。
它能够为食品行业提供更加科学、严谨的质量监控和安全保障手段，为人们的健康保驾护航。
同位素质谱分析
二、质谱分ห้องสมุดไป่ตู้----2.基本原理 扇型磁场
离子源 信号接收器
信号接收器
二、质谱分析----3.主要性能指标
3.主要性能指标：
可测质量范围
分辨本领：M/△M 灵敏度 精密度 准确性
二、质谱分析----4.进样系统
二、质谱分析----4.进样系统
（1）双进样系统
常规的双进样系统
质量数为45的离子数 13C16O16O12C16O17O R45 ＝ 12 16 16 质量数为44的离子数 C O O
定义：
C R13 12 C
13
O17O R17 16 16 O O
16
R45( sd ) R17 ( sd ) 18 45 改写为： 13C m O R 2 R 13( sd ) 13( sd )
氢同位素的质谱测定有两个困难
由于H2和HD的相对质量差很大，同位素分馏 效应明显，因此为防止测量过程中质量分馏 效应，需采用粘滞流进样 在离子源形成 H2+ 和 HD+ 的同时，还由于 H2+ +H H3+形成副产品H3+，大多数质谱计难以 分辨HD+和H3+，因此必须对H3+进行校正 通常采用双进样比较法进行校正，即在进气 压力相同的情况下，交替引入待测样品和标 准样品，用标准样品的测定值和真值对待测 样品进行校正，求得待测样品的δD值
稳定同位素样品制备
用同位素质谱计测定样品的C、H、 O、S等同位素组成之前，须先将样 品转变为相应的气体，如H同位素 分析采用氢气，C、O同位素分析采 用CO2气体，S同位素分析采用SO2 或SF6气体
同位素分析法的原理及应用
同位素分析法的原理及应用一、同位素分析法的原理同位素分析法是一种利用同位素比例测定物质中同位素含量的方法。
同位素是具有相同化学性质但质量不同的原子，它们的核外电子结构相同，但核内的中子数不同。
同位素丰度是指某一同位素在自然界或者某个特定环境中的相对丰度。
同位素分析法利用同位素的特殊性质，通过测量同位素的丰度和同位素间的相对比例来揭示物质的来源、演化、运移等信息。
同位素分析法的原理主要包括以下几个方面：1.质谱分析原理：同位素分析法常常利用质谱仪来测定同位素丰度。
质谱仪通过将样品分子离子化后，利用磁场将离子按照质荷比进行分离，最后通过检测器进行测量和分析。
2.原子吸收光谱原理：原子吸收光谱可以用于测定同位素的丰度。
原子吸收光谱是通过物质中某种特定同位素的吸收光谱特征来测定同位素的含量。
3.放射性同位素测定原理：放射性同位素的衰变可以用来测定同位素的丰度。
通过测量样品放射性同位素的衰变速率，可以推算出不同同位素的丰度。
同位素分析法的原理基于同位素的稳定性和特殊性质，通过仪器分析和物理化学方法来测定同位素的含量和比例。
二、同位素分析法的应用同位素分析法具有广泛的应用领域，在环境科学、地球科学、生物医学、材料科学等领域有着重要的作用。
下面列举了一些同位素分析法的应用：1.环境科学：通过分析不同环境中的同位素含量，可以研究大气、水体、土壤中的环境变化及其对生态系统的影响。
例如，利用氢氧同位素分析法可以确定降水来源和水文循环过程。
2.地球科学：同位素分析法在地质学和地球化学研究中具有重要作用。
利用同位素分析可以追踪地球内部物质的来源和演化过程，如地质年代、矿床成因、地球化学循环等。
3.生物医学：同位素分析法在生物医学领域用于研究生物体代谢和疾病诊断。
例如，利用碳同位素分析法可以追踪药物在体内的代谢途径和药物的排泄机制。
4.材料科学：同位素分析法可以用于研究材料的合成、成分分析和质量控制。
例如，利用同位素分析法可以确定材料中不同同位素的比例，从而研究其物理和化学性质。
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
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徐丽;邢蓝田;王鑫;李中平;毛俊丽【摘要】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.%Carbon and nitrogen isotopes are essential tools to study paleoclimate, palaeoenvironment, and ecosystem. At present,carbon and nitrogen isotopes are commonly determined by Elemental Analyzer-Isotope Ratio Mass Spectrometer (EA-IRMS).Reaction temperature and sampling weight directly affect the burning of samples,and thus affect analytical ing EA-IRMS technology and taking standard samples as references,the carbon and nitrogen isotope values were determined at different conversion temperatures to study the optimum reaction temperature,in order to ensure the accuracy of the analysis presented in this paper.At the sametime,by analyzing the detection limits of samples with different nitrogen contents,the relationship between the nitrogen content of the sample and the lowest detection limit was determined and thus the lowest quantity of samples for accurate determination of nitrogen isotopes were also defined.The results show that reaction temperature has a significant effect on analytical precision.Analytical precision of carbon isotope is less than ±0.2‰ when the reaction temperature is either 900℃ or higher than 900℃,but the precision of nitrogen isotope can reach ±0.3‰ only when the reaction temperature is no lower than 950℃.The linear relationship between nitrogen content and detection limit was expressed as R2=0.873 according to the data. According to this relationship,the sample introduction quantity can be determined and controlled when analyzing nitrogen isotope.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】6页(P15-20)【关键词】元素分析仪-同位素比值质谱;碳氮同位素比值;反应温度;检测限【作者】徐丽;邢蓝田;王鑫;李中平;毛俊丽【作者单位】中国石油勘探开发研究院西北分院,甘肃兰州730020;甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;中国石油勘探开发研究院西北分院,甘肃兰州730020;甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;甘肃省地质矿产勘查开发局第二地勘院,甘肃兰州730020【正文语种】中文【中图分类】O657.63;O613.71;O613.2近年来元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)系统的快速发展，大大提高了碳、氮、氧、氢等同位素的测定速度。
稳定同位素比例质谱仪(IRMS)的原理和应用
稳定同位素比例质谱仪（IRMS）的原理和应用祁彪，崔杰华（中国科学院沈阳应用生态研究所农产品安全与环境质量检测中心，沈阳，110016）同位素质谱最初是伴随着核科学与核工业的发展而发展起来的，同位素质谱是同位素地质学发展的重要实验基础。
当前我国同位素质谱技术已深入到矿床同位素地球化学、岩石年代学、有机稳定同位素地球化学、无机稳定同位素地球化学等各个方面，并在国家一系列重大攻关和研究课题中发挥重大作用，如金矿和石油天然气研究、水资源开发等。
稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进一步了解，使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。
与其它技术相比，稳定同位素技术的优点在于使得这些生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰（如没有放射性同位素的环境危害）的情况下进行。
有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。
现在，有许多农业研究机构和大学，已经开始使用高精度同位素质谱计从事合理用肥、果实营养、固氮分析、农药毒性、家畜气候对作物的影响以及食品质量控制等多方面的研究工作。
与原子能和地质研究工作相比较，在农业和食品方面应用同位素方法从事科研和检测工作，正处于方兴未艾阶段，随着人类社会发展，对农业的要求越来越高，今后大力开展和普及用现代化方法研究农业增产、改善果实质量以及进行食品质量控制检测的工作前途无限广阔。
一、有关同位素的基本概念1、同位素（Isotope）由于原子核所含有的中子数不同，具有相同质子数的原子具有不同的质量，这些原子被称为同位素。
例如，碳的3个主要同位素分别为12C、13C和14C，它们都有6个质子和6个电子，但中子数则分别为6、7和8。
2、稳定同位素（Stable isotope）同位素可分为两大类：放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope）。
凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素。
无可测放射性的同位素是稳定同位素。
同位素稀释质谱
X:代表待测样品；
S:代表同位素稀释剂
A:代表富集同位素的丰度; B:代表参比同位素的丰度
N:代表待测元素的原子总数；
R:代表混合样品中不同同位素的丰度比
C:代表浓度，单位g/g
M:代表相对原流程
天然基准试剂
IDMS实验流程 浓缩同位素
预测样品
发展历史
同位素稀释 辉光发电质
谱（IDGDMS）
同位素稀释 有机质谱 （ID-OMS）
20世纪 40年代 诞生
同位素稀释 电感耦合等 离子体质谱 （ID-ICP-MS）
同位素稀释 热电离质谱 （ID-TIMS）
同位素稀释 火花源质谱 （ID-SSMS）
同位素稀释质谱法是一种计数原子的方法，是在样品中定量加 入富含待测元素稀有同位素核素的内标物（同位素稀释剂）， 使其与样品充分混合，通过用质谱法测定样品中元素的同位素 丰度及其改变，依据同位素稀释原理定量待测元素含量的方法。 为了消去其它因子的影响，该法一般选择待测元素的一对同位 素核素进行丰度测定，并用其比率进行相关计算
R= （Nx*Ax + Ns*As）/（Nx*Bx + Ns*Bs） Nx=Ns*（As - Bs*R）/（Bx*R - Ax） Nx=(Cx*mx)/Mx *NA Ns=(Csms)/Ms *NA
（1） （2） （3）
Cx=(（CsmsMx)/(Msmx）)*(（As - Bs*R）/（Bx*R-Ax）)
称重
称重
称重
配置标准溶液
配置标准溶液
配置标准溶液
称重
称重
称重
配置混合样品
配置混合样品
丰度测量 丰度测量
丰度测量 丰度测量 丰度测量
计算稀释剂含量
第四章同位素质谱分析
（三）离子接收器
• 由一个有限制狭缝板和金属杯（法拉第圆筒组 成）。调节B，V，可使被分开的几个离子束依 次先后到达接收器，记录得到的是一系列峰和 谷，这就是被分析样品的质谱图。
五
• • • • • •
有关质谱计性能的几个概念
• • •
（一）质量数范围 （二）质量色散 D=△x/△M △ △ 即单位质量差所分开的距离。 （三）质量分辨率 R.P.(resoloving power)=M/△M △ （四）灵敏度 绝对灵敏度指仪器可检测出的最小样品量。相对 灵敏度指的是仪器可同时检测出的大组分与小组 分的含量之比。 丰度灵敏度=IM/△IM 丰度灵敏度 △ （五）精密度和准确度 S=[∑（xi-x）2/(n-1)]1/2 （ ）
第四节 稳定同位素地质应用
一 稳定同位素分馏概念 • 指在一系统中，某元素的同位理过程中： P141 • 分馏指数 α= RA/ RB RA：A物中 重/轻 物中 轻 RB：B物中 重/轻 物中 轻 • 同位素组成 δ=（K样品-K标样）/ K标样 α= （ RA/ RB=δA+1000/δB+1000
六 同位素比值测定方法 • （1）单接收法 • （2）双接收法： I1/ I2= （V1/ V2）*（R1/ （ R 2） • （3）多接收法 • （4）双进样法
第三节 稳定同位素样品制备与质谱 分析及应用
一 样品的制备 • C、H、O 、S 等同位素测定，须先将样品转变为 相应的气体。 • H－氢气 C、O—CO2气体 S－SO2 或SF6 （一）氢同位素制样 （1）还原法 制备水样通常采用还原法，还原剂为金属U、Zn、 Mg等。 （2）H2－H2O平衡法 H2—H20平衡法是一种在铀催化剂存在的条件下 用高纯度的氢气与水进行氢同位素平衡交换来测 定水中氢同位素组成的方法。
同位素比值质谱法检测蛋白质沉淀物
一、概述蛋白质是生物体内十分重要的有机分子，具有构成细胞和调节生命活动等重要功能。
研究蛋白质在生物体内的功能和相互作用有着重要意义。
然而，由于蛋白质的组成相当复杂，传统的蛋白质研究方法已经无法满足对蛋白质进行深入研究的需求。
随着科学技术的不断进步，同位素比值质谱法作为一种新的蛋白质研究方法开始受到人们的重视。
该方法通过定量测定蛋白质中同位素稳定性的比值来研究蛋白质的生物学特性。
本文将探讨同位素比值质谱法在检测蛋白质沉淀物中的应用和意义。
二、同位素比值质谱法的原理1. 同位素比值质谱法是利用同位素稳定性存在于大部分生物体内的特点进行研究的方法。
蛋白质在生物体内的合成和降解过程中，会产生不同同位素的标记物。
同位素稳定性的比值可以用来定量测定蛋白质的合成和降解速率，从而了解蛋白质在生物体内的代谢情况。
2. 同位素比值质谱法主要包括两个步骤：样品前处理和质谱分析。
在样品前处理过程中，需要将待测样品中的蛋白质提取出来，并对其进行同位素标记。
通过质谱分析仪器对标记后的蛋白质进行检测，得到同位素稳定性的比值。
三、同位素比值质谱法在检测蛋白质沉淀物中的应用1. 用于研究蛋白质的合成和降解速率。
通过同位素比值质谱法可以定量测定蛋白质的同位素标记物，从而了解蛋白质的合成和降解速率，为研究蛋白质在生物体内的代谢提供了重要的方法。
2. 用于研究蛋白质的转运和相互作用。
蛋白质在生物体内的转运和相互作用过程中会产生特定的同位素标记物，通过同位素比值质谱法可以定量测定这些同位素标记物，从而了解蛋白质的转运和相互作用机制。
3. 用于研究蛋白质的功能和生物学特性。
同位素比值质谱法可以定量测定蛋白质中同位素标记物的比值，从而了解蛋白质的功能和生物学特性，为研究蛋白质的功能提供了重要的手段。
四、同位素比值质谱法在检测蛋白质沉淀物中的意义1. 同位素比值质谱法对蛋白质沉淀物的检测具有高灵敏度和高分辨率的优势。
同位素比值质谱法可以通过检测蛋白质中稀有同位素的比值来定量测定蛋白质的同位素标记物，因此具有高灵敏度和高分辨率的优势。
样品中稀有气体同位素组成的质谱分析
样品中稀有气体同位素组成的质谱分析一、内容概要质谱分析是一种非常有趣且实用的科学工具，它能帮助我们理解样品中各种元素和化合物的构成。
今天我们要聊一聊如何利用质谱分析来研究稀有气体同位素的组成。
首先稀有气体包括氦、氖、氩、氪和氙等元素。
它们的独特之处在于它们的原子核含有一个或多个中性粒子(即同位素)。
这些同位素在自然界中的分布是非常不均匀的，而质谱分析可以帮助我们精确地测量和比较这些同位素的比例。
质谱仪通过将样品分子离子化并将其加速到足够高的速度，然后检测和记录它们的质量tocharge比，从而生成有关样品组成的质谱图。
这个过程就像烹饪一样：样品被烹饪,变成了一种叫做离子的物质，然后我们可以品尝它们的味道,也就是通过质谱图来了解它们的组成。
在研究稀有气体同位素的质谱分析中，我们主要关注的是它们的质量tocharge比。
因为不同种类的稀有气体有不同的同位素比例，所以这些比例会在质谱图上有明显的差异。
通过对这些差异进行深入的分析，我们就能揭示出样品中稀有气体同位素的真实构成，这对于理解材料的化学性质和物理性质有着重要的意义。
质谱分析是一个强大的工具，它能让我们以前所未有的方式探索世界。
通过研究稀有气体同位素的质谱分析，我们可以更深入地理解自然界的多样性和复杂性。
1. 稀有气体同位素组成的背景和意义；稀有气体同位素组成的质谱分析，是研究样品中稀有气体同位素组成的重要方法。
在我们的日常生活中，稀有气体无处不在，它们不仅存在于空气中，还被广泛应用在各种工业领域和科学研究中。
因此了解稀有气体同位素的组成对于我们的生活和工作具有重要意义。
首先稀有气体同位素组成的质谱分析可以帮助我们了解大气中的成分分布。
大气中的稀有气体主要包括氦、氖、氩、氪、氙等元素，它们在地球生态系统中起着重要作用，如调节气候、维持空气质量等。
通过对大气中稀有气体同位素的分析，我们可以更好地了解这些元素在大气中的含量和分布，为环境保护和气象预测提供科学依据。
同位素质谱分析
混合气体产物 CO2、N2、SO2、 H2O…
元素分析仪
O2
瞬间燃烧 T=~1800℃
氧化剂，如 CrO3、CoO CuO 氧化炉 900℃ 水 阱除H2O 元素Cu 除去多余O2、 还原NyOx 为N2 还原炉 650℃ GC column 分离剩余混合气体 无水Mg(ClO4)2
质谱 DELTA plus XL
允许样品气体或标准气体的同位素比 值的 测量和标定，如 CO2, N2, SO2, HD等
绝对灵敏度：<1500 分子/离子； 内精度(std.errort) ： CO2 [13C] ：0.006‰ CO2 [18O] ： 0.012‰ H2, >200 bar μl ：0.25‰
2、气相色谱-燃烧界面Ⅲ+ 质谱
连续流界面 ConFlo Ⅲ
混合气体产物 CO2、N2、NyOx、 SO2、H2O、O2…
依次流出N2、CO2、SO2
由分析流程串起的基本结构
1
液体、气体样品
2
氧 化 炉 13 12 C/ C，15N/14N 燃烧界面Ⅲ Combustion InterfaceⅢ
18
双流进样系统 Duel Inlet System
——一个谱图实例
由CO2 m/Z 45/44形成的 TIC
由CO2 m/Z 44形成的 TIC
保留时间
*a、*b、*d、*e：参考气峰（m/z44） *c：样品峰（m/z44）
有关质谱计性能的几个概念
1、质量数范围 说明质谱计能够处理的最轻和最重离子之间的质 量范围，通常以质量数或质荷比(m/e)表示，它 规定了分析物质的上、下限。 2、质量色散 质谱仪使质量为M和M＋ΔM的两离子束分离并聚 焦成中心距为ΔX的两个缝，则质量色散(D)定义 为 X D M 其物理意义为单位质量差所分开的距离。 3、质量分辨率 是指仪器在质量M附近能够分辩的最小相对质量 差。表示为 R.P. M ，或 R.P. M
气相色谱联用稳定同位素质谱仪
气相色谱联用稳定同位素质谱仪气相色谱联用稳定同位素质谱仪 (GC-IRMS) 是一种先进的分析仪器，用于同时分离和测量有机化合物的化学成分和稳定同位素组成。
它的工作原理基于气相色谱和同位素比率质谱的结合。
气相色谱 (GC)GC 分离化合物基于它们在气相中与固定相的相互作用。
样品被汽化并注入色谱柱，其中固定相被包装在惰性载气中。
不同的化合物具有不同的保留时间，即它们通过色谱柱所需的时间。
因此，GC 可根据其挥发性和与固定相的亲和性将化合物分离。
稳定同位素比率质谱 (IRMS)IRMS 测量化合物中特定元素的不同稳定同位素的比率。
稳定同位素是原子核中中子数不同的同位素。
最常见的元素是碳、氮、氧和氢，它们具有多种稳定的同位素。
IRMS 可以精确地确定这些同位素的比率。
GC-IRMS 的原理GC-IRMS 将 GC 的分离能力与 IRMS 的同位素测量能力相结合。
从 GC 柱流出的分离化合物被导入 IRMS，在那里分析其同位素组成。
通过测量不同同位素的相对丰度，可以获得有关该化合物的来源、代谢或其他过程的信息。
应用GC-IRMS 在各种科学和应用领域都有广泛的应用，包括：地球科学：确定地质样品的年代、追踪地下水流和调查气候变化。
生命科学：研究代谢途径、药物动力学和环境污染。
考古学：鉴定古代有机材料的来源和年代。
食品安全：检测食品欺诈、确定食物来源和追踪污染物。
法医学：提供法医证据、确定毒物和毒品。
优点GC-IRMS 作为分析工具具有以下优点：高灵敏度：可以检测痕量浓度的化合物。
高特异性：可以识别和区分同分异构体。
同时分析：可以同时测量化合物的化学组成和同位素组成。
广泛的适用性：可用于各种有机化合物。
局限性GC-IRMS 也有其局限性，包括：样品制备：可能需要特殊的样品制备程序，例如衍生化。
成本：仪器可能昂贵。
操作复杂性：操作和维护需要专业知识。
未来的发展GC-IRMS 技术仍在不断发展，随着新技术的出现，其应用范围不断扩大。
deltaq 同位素比质谱仪 参数
一、概述deltaq 同位素比质谱仪作为一种高分辨率、高灵敏度的分析仪器，在科学研究和工业生产中发挥着重要作用。
本文将围绕deltaq 同位素比质谱仪的参数进行深入探讨，以便更好地了解该仪器的原理和应用。
二、仪器参数1. 分辨率deltaq 同位素比质谱仪的分辨率是指其能够区分不同质量的同位素的能力。
一般来说，分辨率越高，仪器对同位素的区分能力越强，从而能够提供更加精确的分析结果。
在实际应用中，分辨率可以通过调节仪器的一些参数来进行优化，以满足不同样品的分析需求。
2. 灵敏度灵敏度是指deltaq 同位素比质谱仪对样品中微量成分的检测能力。
通过优化仪器的样品进样系统、离子源和质量分析器等部件，可以提高仪器的灵敏度，进而实现对微量成分的高效检测。
3. 质谱范围质谱范围是指deltaq 同位素比质谱仪所能够覆盖的质谱范围。
在不同的应用场景中，可能需要对不同质量范围的样品进行分析，因此质谱范围成为衡量仪器性能的重要参数之一。
4. 离子源温度离子源温度是指deltaq 同位素比质谱仪中离子源部件的工作温度。
通过调节离子源温度，可以控制样品分子的解离程度，进而影响质谱的信号强度和稳定性。
5. 离子传输效率离子传输效率是指deltaq 同位素比质谱仪中离子在离子源和质量分析器之间传输的效率。
优化离子传输效率可以提高仪器的分析速度和灵敏度，同时减少质谱信号的丢失。
6. 离子选择器种类在一些特定的分析应用中，可能需要对特定种类的离子进行选择和分析。
deltaq 同位素比质谱仪可以配备不同类型的离子选择器，以满足不同样品的分析要求。
7. 仪器控制系统deltaq 同位素比质谱仪的控制系统对于仪器的稳定性和可靠性有着重要影响。
优秀的控制系统可以保证仪器在长时间工作中的稳定性和重复性。
三、应用案例1. 环境监测deltaq 同位素比质谱仪在环境监测中可以用于对水、空气等样品中微量污染物的检测和分析。
通过优化仪器参数，可以实现对不同种类污染物的快速、准确检测，为环境保护和治理提供科学依据。
氮同位素ms比例_概述说明以及解释
氮同位素ms比例概述说明以及解释1. 引言1.1 概述氮同位素MS比例是指利用质谱技术（Mass Spectrometry, MS）对不同氮同位素（如^14N和^15N）在一个特定样品中的比例进行测量和分析。
氮同位素MS比例在多个领域广泛应用，包括生态学、地球科学和医学等研究领域。
通过研究氮同位素MS比例，我们可以揭示各种自然和人为过程中的重要信息，从而为环境保护、气候变化研究以及生物医学诊断等提供有价值的科学依据。
1.2 文章结构本文将按顺序对氮同位素MS比例进行详细介绍与解释。
首先，在第二部分“氮同位素MS比例的基本概念”中，我们将阐述氮同位素的定义、特点以及MS 技术在氮同位素分析中的应用，并探讨了研究领域中如何利用氮同位素MS比例开展相关研究。
接着，在第三部分“氮同位素MS比例的测量方法和技术”中，我们将介绍测量方法与技术，包括样品准备与前处理、MS仪器参数设置与测量原理以及数据处理和结果解读。
在第四部分“氮同位素MS比例研究领域案例分析”中，我们将选取生态学、地球科学和医学领域的具体案例，以便读者更好地理解氮同位素MS比例在不同领域中的应用与意义。
最后，在第五部分“结论与展望”中，我们将对氮同位素MS比例的研究进行总结归纳，并提出未来研究的设想和展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍氮同位素MS比例的概念、测量方法以及在多个研究领域中的应用案例。
通过本文的阐述，读者将能够了解氮同位素MS比例的基本知识，并深入了解如何利用这一技术手段开展相关研究。
同时，本文也希望为未来氮同位素MS比例研究提供一些建议和展望，促进该领域的发展与创新。
2. 氮同位素ms比例的基本概念2.1 氮同位素的定义与特点氮同位素是指氮原子在核内所含中子数量不同而具有不同质量数的同种元素，即氢核外电子数相等，但中子数不等。
常见的氮同位素包括氮-14（14N）和氮-15（15N）。
其中，14N为稳定同位素，占自然界中约99.63%的比例；而15N为放射性同位素，在自然界中占约0.37%。
isoprime质谱
isoprime质谱
IsoPrime是英国Elementar公司推出的一款稳定同位素质谱仪，主要用于高精度测定C、H、N、O和S稳定同位素比值，在海洋科学、地质学、生物学、医药、化学、环境科学、水文学、冰川学、食
品科学、法医学、刑侦学、化工、石油化学以及考古等学科领域有广
泛的应用。
IsoPrime质谱仪的技术指标包括：质量数范围1-70 amu；灵敏度连续流(M/I) 800/1200；质量分辨率110；信号放大器线性范围0-
100V；同位素比例线性≤0.02‰/nA；H3+校正因子<8 ppm/nA；磁场有效半径CNOS=10.8 cm, H/D=10.8 cm；真空系统<10-8 mbar真
空，具有断电自动保护功能。
该仪器需外接进样设备（如元素分析仪、气相色谱仪等）将固体或液体样品转换成质谱仪可以分析的气体，主要用于同位素比值的测定。
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同位素比例质谱
1 同位素有关概念
同位素：两个原子质子数目相同，但中子数目不同，则他们仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素。
同位素可分为两大类：放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope）。
放射性同位素指某些同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素。
稳定同位素指某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素，常用的有34种，已实现规模生产的稳定同位素及化合物有235U、重水、6Li、10B，而常用于质谱分析的主要是12C和13C、18O和16O、34S和32S、D/H等。
2 同位素丰度
绝对丰度：指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额，常以该同位素与1H（取1H＝1012）或28Si（28Si＝106）的比值表示。
相对丰度：指同一元素各同位素的相对含量。
例如12C＝98.892％，13C＝1.108％。
大多数元素由两种或两种以上同位素组成，少数元素为单同位素元素，例如19F＝100％。
3 R值和δ值
同位素比值R为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比. 例如 D/H、13C/12C、34S/32S等，由于轻元素在自然界中轻同位素的相对丰度很高，而重同位素的相对丰度都很低，R值就很低且冗长繁琐不便于比较，故在实际工作中通常采用样品的δ值来表示样品的同位素成分。
样品（se）的同位素比值Rse与一标准物质（st）的同位素比值（Rst）比较，比较结果称为样品的δ值。
其定义为：δ（‰）=（Rse/Rst －1）×1000（即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差）。
氢同位素标准物质：分析结果均以标准平均大洋水（Standard Mean Ocean Water，即SMOW）为标准报导，这是一个假象的标准，以它作为世界范围比较的基点，其D/H SMOW =（155.76±0.10）×10－6。
碳同位素标准物质为美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石（Peedee Belemnite，即PDB），其
13C/12C =（11237.2±90）×10－6，定义其δ13C＝0‰。
硫同位素标准物质为Canyon Diablo铁陨石中的陨硫铁(Troilite)，简称CDT。
34S/32S CDT＝
0.0450045±93，定义CDT的δ34S＝0‰。
氮同位素标准物质为：选空气中氮气为标准，15N/14N＝（3.676.5±8.1）×10－6，定义其δ15N＝0‰。
氧同位素标准物质：大部分氧同位素分析结果均以SMOW标准报导，它是根据水样NBS－1定义的，18O/16O SMOW＝（2005.2±0.43）×10－6， 17O/16O SMOW＝（373±15）
×10－6；而在碳酸盐样品氧同位素分析中则经常采用PDB标准，其18O/16O＝2067.1×10－6，它与SMOW标准之间存在转换关系。
4 稳定同位素质谱的原理
稳定同位素质谱仪测定样品中的C、H、O、S等同位素之前，需要将样品转化成相应的气体。
如H 同位素分析转化成氢气，C、O同位素分析分析采用二氧化碳气体，S同位素分析采用二氧化硫和SF6 。
下面以元素分析仪-同位素比例质谱（EA-IRMS)为例介绍下原理：以测定葡萄酒中乙醇的δ13C为例。
Integra-CN稳定碳同位素比质谱仪( 英国 Sercon 质谱有限公司,软件为VANCA-V29I)。
R
如图：大致过程为样品经过燃烧氧化、还原、脱水、色谱分离和碳同位素比值测定由仪器操作软件自动控制完成，具体过程先将样品包囊在锡纸中放入自动进样器中，进样后锡纸进入1000℃高温的燃烧炉中，锡纸燃烧样品温度瞬间升至1800℃并被氧化生成CO2，NOX , N2 , H2O.随着载气流先后通过氧化炉中填充材料去除卤化物和硫化物，氧化产物随着载气通过氧化管，进入600℃的高温铜丝除去通入的过量氧气，并将二氧化氮还原成氮气，然后样品和载气通过含有
Mg(CLO4)2的填充柱除水，经过上述过程后载气和样品气体进入气相色谱填充柱将CO2和N2 分离，样品进入质谱离子源进行δ13C测定。
下面是HPLC-IRMS联用内部结构图（赛默飞DELTA V Advantage气体同位素质谱仪）
HPLC系统由一个Rheos Allegro binary pump (Flux Instruments, Buchs, Switzerland) ，一个 HTCPAL 自动进样 (Axel Semrau GmbH, Sprockh?vel, Germaney)和一个PRP-X400, 4.1 ×150 mm, 7 um 阳离子交换柱（Hamilton AG, Bonaduz, Switzerland，作用分离glyphosate 和 AMPA）组成。
5 稳定同位素的应用
稳定同位素地球化学已形成一门独立的学科外，稳定同位素技术还应用于农业、医学和环境科学研究领域。
目前常见的主要应用分为两个方面，①各种物质同位素δ值存在着天然的差异，②稳定同位素示踪方法。
5.1 通过鉴定物质的来源来确定产品的真伪。
李学民（2014）等对比较了旋转蒸发仪、全玻璃蒸馏装置和全自动蒸馏控制系统 3种蒸馏方法，对葡萄酒乙醇δ13C值的影响，确定了元素分析-同位素比质谱仪的最佳测定条件，建立了元素分析-同位素比质谱法测定乙醇δ13C值方法。
在重复性和再现性条件下，对乙醇标准及葡萄酒中乙醇δ13C的值进行了测定，为葡萄酒掺假检测研究奠定基础。
另外，如果葡萄酒中13C同位素比随着地区或产地的不同而发生变化，则葡萄糖、果糖、甘油和乙醇中的13C/12C之比可以作为其一致的内部参数。
因此Fran?ois Guyon（2011）对甜、半甜葡萄酒中的葡萄糖，果糖，甘油和乙醇中的3C/12C进行HPLC-co-IRMS检测，并确定了鉴定葡萄酒真伪的相关参数。
5.2生态系统中污染物的监测与环境保护
在不同环境条件下，稳定同位素的组成会有一定的差异。
譬如不同来源的含氮物质可以具有不同的氮同位素组成，因此氮同位素是一种很好的污染物指示剂。
目前，化肥的使用非常普遍，土壤中的氮肥及其它的含氮有机物随着水土的流失而流进江河湖海，因此δ15N值可以作为水域环境污染程度指标。
目前利用轻元素(C、N、O)的稳定性同位素比值的变化研究温室气体的来源和释放规律的工作相对
较少，曹亚澄(2008)等利用一种带全自动预GC浓缩接口(PreCon)的同位素质谱计，高精度地测定大气浓度下N2O、CH4或CO2中的碳、氮、氧稳定性同位素比值，给空气质量监测提供了新的研究方法。
Doroth5ea M（2013）.等人利用HPLC-IRMS建立了测定草甘膦及其延生物AMPA中的δ13C值，对于进一步研究C同位素分流意义重大。
Eun-Ji Yu（2014）等人利用Delta V Plus IRMS 建立了同时测定CO2气体浓度和C同位素比例的方法。
参考文献：
[1] 李学民.元素分析-同位素比质谱法测定葡萄酒中乙醇δ13C值[J].分析化学,2014.
[2] Fran?ois Guyon.Intrinsic ratios of glucose, fructose, glycerol and ethanol.13C/12C isotopic ratio determined by HPLC-co-IRMS:toward determining constants for wine authentication [J].Anal Bioanal
Chem(2011).
[3] 曹亚澄。
大气浓度下N2O、CH4和CO2中氮、碳和氧稳定同位素比值的质谱测定[J].土壤学报。
[4] Dorothea M. Kujawinski & J.Carbon isotope ratio measurements of glyphosate and AMPA by liquid chromatography coupled to isotope ratio mass spectrometry[J].Anal Bioanal Chem (2013）。
[5] Eun-Ji Yu（2014），Simultaneous measurement of CO2 concentration and isotopic ratios in gas samples using IRMS。