稳定同位素样品取样方法及使用意义
稳定同位素分析技术的应用
稳定同位素分析技术的应用稳定同位素分析技术是一种重要的分析方法，它广泛应用于环境科学、地质学、生物学、医学等领域。
稳定同位素是指具有相同原子数但质量不同的同位素。
它们的存在可以提供有关地球、大气和生命系统中物质的循环过程的信息。
稳定同位素分析技术可以测量同位素比例，从而推断物质循环和转化的过程。
这篇文章将介绍稳定同位素分析技术的基本原理、常见的应用和未来的发展方向。
基本原理稳定同位素分析技术的基本原理是利用同位素分馏效应来测量同位素比例。
同位素分馏效应是指随着地球、大气和生物系统中物质循环和转化的过程，同位素之间的比例会发生变化。
这种变化可以刻画物理化学和生物学过程，从而得到关于这些过程的信息。
常见应用1.环境科学稳定同位素分析技术在环境科学领域中得到广泛应用。
例如，稳定同位素分析技术可以用于研究大气中二氧化碳、气态汞和碳氢化合物的来源和分布。
稳定同位素还可以用于检测污染物在水体中的来源和迁移。
2.地质学稳定同位素分析技术在地质学领域中也被广泛应用。
例如，它可以用于研究地球系统的演化以及大陆和海洋的形成。
稳定同位素还可以用于测量化石的年龄，从而推断生命演化的历史。
3.生物学稳定同位素分析技术在生物学领域中用于研究食物链和生态系统中能量和营养物质的流动。
稳定同位素比值可以用于确定食物链中各个层次之间的关系，以及不同食物来源对生物体中同位素组成的影响。
未来发展方向稳定同位素分析技术的发展方向是提高测量精度和降低成本。
新技术和新方法将被开发来提高稳定同位素的分辨率和准确度，以及缩短测试时间。
同时，新的即时检测技术将被应用于各种应用场景中，例如环境监测和医学检测。
总结稳定同位素分析技术是一项强大的分析方法，已经被广泛应用于环境科学、地质学、生物学和医学等领域。
稳定同位素分析技术基于同位素比例的变化探究物质循环和转化的过程，从而提供有关这些过程的信息。
未来发展方向是提高测量精度和降低成本，以及开发新技术和应用场景。
稳定同位素分析在食物链研究中的应用
稳定同位素分析在食物链研究中的应用随着全球人口的不断增加和经济的快速发展，食品和环境安全问题已经引起了广泛的关注。
特别是对于现代社会来说，食品链的安全性已经成为了一个极为关键的问题。
而稳定同位素分析作为一种新兴的分析技术，在食品链研究领域中被广泛应用，可以在精确分辨化学变化的同时并在食品链的每个环节中追踪元素的运移行为，从而为食品安全和环境保护提供了有效的手段。
稳定同位素的定义和特点稳定同位素是指在自然界中存在的相对生物稳定的同位素，而稳定同位素分析法则是利用最小量的样品进行同位素测量，往往与代谢反应的稳定性有关，即化学反应发生时，分子或原子之间的原子量比例保持不变。
稳定同位素分析法是一种简单、快速、重复性好的分析技术，可用于定量分析同位素比例，几乎适用于所有稳定性同位素元素。
稳定同位素分析方法依靠测量质谱仪中物质所发出的稳定同位素的相对丰度，然后根据样本和标准之间的相对丰度进行分析。
稳定同位素分析在食物链研究中的应用食物链是指生物通过食物相互联系和互相依存的生物链，是一个自然循环过程。
稳定同位素分析可以被用于确定营养物质的来源，而跨底物的同位素测量时，准确度达到更高，也被用于测量生态系统中不同生物之间的关系。
以白鹭为例，白鹭可以在农田、湖泊、河流和湿地等环境下生长，但它们的食物方向不一样，会导致它们的体重和身体成分不同。
稳定同位素分析法可以用于检测白鹭的食物来源，以及它们在食物链中的位置。
当白鹭摄入蚯蚓等底物生物时，稳定氮同位素值（δ 15N）会相对上升。
而稳定碳同位素值（δ 13C）会相对下降。
对白鹭体内同位素测量后，可以准确地确定白鹭吃的食物来源和鹭鸟的营养级别，为生态学研究提供了新的技术手段。
此外，稳定同位素分析更能帮助人们更好地了解不同地区和环境对野生动物种群的影响。
稳定同位素分析的优势和局限稳定同位素分析法具有很高的重复性、准确性和精确度。
同时，稳定同位素分析还具有具有更广泛的应用领域，可以用于确定不同类型的发育和某种类别的病理状态。
九江地震台地下水氢氧稳定同位素变化特征及意义
氢氧同位素(D 和18O )作为自然水体中的重要组成部分,尽管其所占比例很小,却能敏感地响应水文过程变化并记载水循环演化及地质过程演变等信息。
由于地下水中δD 与δ18O 组成变化能揭示地下水的起源和形成过程,氢氧同位素已被广泛应用于地下水-地表水补给来源、年龄和水循环过程的研究工作中。
近年来地震工作者利用地下水中环境同位素及常量元素地球化学特征开展了地震预测及中长期的地震危险性判断[1-3]、地下流体异常核实[4-5],地下水、河水和地表径流之间的水力联系[6-8]及地下水循环、来源、水岩作用程度等研究工作中[9-12],取得了一些关键性突破。
目前,地震台站地下水物理、化学观测是地球物理台网的重要组成部分,也是研究地震前兆机理的重要途径。
九江地震台2井,井口环境良好干扰小井水流量充沛,适合开展地下流体监测和相关实验研究。
而九江地震台地下水的补给来源、循环过程及水岩作用程度等基础性研究工作未曾开展。
故此,本文利用九江地震台大气降水、2井地下水及周边水库水、泉水等的氢氧同位素数据开展九江地震台地下水氢氧同位素特征及指示研究,对于深入认识九江地震台2井地下水补给来源及水循环过程提供科学参考。
1研究区概况江西省九江地震台创建于1972年,是中国地震局的专业综合地震监测台站。
台址位于赣北庐山西北侧山麓低丘地带(29.65°N ,116.01°E ,海拔110m ),气候类型属于亚热带季风兼有山地气候特征,降水充沛,年平均1300mm ,雨季为每年4~7月,雨热同期,年平均气温为16.7℃。
台址所在区域处于扬子地块(江南古陆)与大别山地块交接带的边缘地带,附近大量出露硅质灰岩及石灰岩;台站附近具有较大的构造活动性,岩浆活动较强,断裂构造十分发育和复杂且深受北东向郯庐断裂和北西向襄樊-广济断裂构造的影响。
九江地震台2井成井于2008年,为构造承压自流井,详细的井孔剖面特征如图1所示,该井深71m 套管11.9m ,地表至6.2m 为第四系联圩组亚粘土、砂砾收稿日期:2019-05-10基金项目:中国地震局地震科技星火课题(XH18024Y);江西省地震局新世纪优秀人才课题(JXDZ-YXRC171);江西省地震局科技创新团队专项(TD1802)作者简介:鲍志诚(1985-),男,江西九江人,硕士,工程师,主要从事地震地下流体监测、科研方面的工作。
稳定同位素样品取样方法
稳定同位素样品取样方法讲座大纲林光辉陈世苹中国科学院植物研究所北京100093第一部分固体样品采集1 植物水分利用效率的研究：取样部位：叶片测定指标：δ13C基本原理：δ13C分析是评估C3植物叶片中细胞间平均CO2浓度的有效方法。
根据Farquhar 等(1982)，植物的δ13C值可由下式来表示：δ13C p= δ13C a-a-(b-a)×C i /C a式中，δ13C p和δ13C a分别为植物组织及大气CO2的碳同位素比率，a和b分别为CO2扩散和羧化过程中的同位素分馏，而C i和C a分别为细胞间及大气的CO2浓度。
可明显看出，植物的δ13C值与C i和C a有密切的联系。
植物组织的δ13C值不仅反映了大气CO2的碳同位素比值，也反映了C i /C a比值。
C i /C a比值是一重要的植物生理生态特征值，它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关，因而C i /C a值大小也与环境因子有关。
另一方面，根据水分利用效率的定义，植物水分利用效率也与C i和C a有密切的联系，这可由下列方程式中看出：A= g×(C a-C i)/1.6E= g×ΔWWUE=A/E= (C a-C i)/1.6ΔW式中，A和E分别为光合速率和蒸腾速率，g为气孔传导率，而ΔW为叶内外水气压之差。
这样，δ13C值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率：WUE=1313[1()]/1.6a paC C aC Wb aδδ---∆-由于植物组织的碳是在一段时间（如整个生长期）内累积起来的，其δ13C值可以指示出这段时间内平均的C i /C a值及WUE值。
注意事项：✧阳生叶片；✧光合活性强的叶片（避免新生和衰老叶片）；✧比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的δ13C值与气候和水分条件是否接近。
特别是在森林生态系统中，植物叶片δ13C值存在明显的冠层效应，即愈接近森林地表，植物叶片的同位素贫化（isotopic depletion）效应愈明显，产生这一效应的原因主要有两个：一个是林冠内部形成的光强梯度，光强下降导致较高的Ci/Ca；第二是林下植物和土壤呼吸释放含有较低13C的CO2。
稳定同位素示踪技术在材料研究中的应用
稳定同位素示踪技术在材料研究中的应用稳定同位素示踪技术是一种利用自然界中稳定同位素的比例变化来探究各种过程和事件的科学方法。
该技术不仅可以应用于地质、化学、生态学等领域的研究，还广泛应用于材料科学中。
下面，我们将重点探究稳定同位素示踪技术在材料研究中的应用。
一、什么是稳定同位素示踪技术？稳定同位素示踪技术是利用同位素不同比例与化学或生物过程的关系来研究自然界的各种物质转换和物质间的交换。
在示踪过程中，稳定同位素不会发生放射性衰变，因此不会给实验人员和环境带来任何危害，具有广泛的应用前景。
在稳定同位素示踪技术中，常用的同位素包括碳、氮、硫、氢、氧等元素。
通过测量这些元素的同位素组成，可以研究从原材料到成品的各种过程，以及各种材料之间的交换和混合过程。
例如，利用稳定同位素示踪技术可以研究材料的加工过程、材料在环境中的迁移和转化等。
二、稳定同位素技术在材料研究中的应用2.1 稳定同位素技术在纺织品研究中的应用稳定同位素技术可以应用于纺织品材料的研究中。
例如，利用氢、氧同位素追溯淘洗和染色过程中所使用的水源，可以确定纺织品的制作时期和地点；利用筒子米同位素示踪技术可以检测出一些非法添加剂，如工业染料、增艳剂等。
2.2 稳定同位素技术在金属材料研究中的应用稳定同位素技术还可以应用于金属材料的研究中。
例如，利用碳、氧同位素示踪技术可以研究金属锈蚀形成的过程；利用氧同位素示踪技术可以追踪钢铁生产过程中氧的来源和加工过程。
2.3 稳定同位素技术在复合材料研究中的应用稳定同位素技术也能够应用于复合材料的研究中。
例如，利用碳同位素示踪技术可以研究复合材料中各种树脂和纤维的来源，以及树脂和纤维的混合比例；利用硫同位素示踪技术可以检测出复合材料中的硫化物。
2.4 稳定同位素技术在建筑材料研究中的应用稳定同位素技术还可以应用于建筑材料的研究中。
例如，利用氧同位素示踪技术可以研究建筑材料的源头和性质；利用碳同位素示踪技术可以研究建筑材料的年龄以及保存状况。
稳定同位素的使用及分离技术
稳定同位素的使用及分离技术稳定同位素是指核外电荷中的质子数量相同，中子数量不同的同位素。
在化学中，稳定同位素具有丰富的应用价值，可以用来追踪元素的循环和地球化学过程，研究生物和地球科学，以及用于医学和工业。
稳定同位素的使用稳定同位素广泛应用于地质、环境、气候、生物学等领域。
例如，稳定同位素可以作为指证物，用来研究化学元素、有机物质、大气、水体等的循环；可以用作生物示踪剂，研究生物体内各种生物化学过程；可以应用于医学，用来研究人体代谢和药物代谢等。
稳定同位素的分离技术稳定同位素的分离技术是指利用化学物理方法将不同同位素按照其重量分别分离的技术。
稳定同位素分离技术是一种高精度、高效率的技术，广泛应用于稀有同位素的提取、制备和分析等方面。
目前稳定同位素的分离技术主要有以下几种：1.化学分离法化学分离法是利用化学反应来实现同位素的分离。
常用的方法有萃取、溶液色谱、析出分离和沉淀分离等。
化学分离法具有操作简便、分离效果好、可应用于大规模生产等优点。
2.气体扩散法气体扩散法是利用分子在气体中运动产生的扩散现象来实现同位素的分离。
常使用的出厂技术有气体扩散离子泵、等离子体扩散离子泵和热管分离等。
气体扩散法具有非常高的分离效率和精度。
但是气体扩散法需要设备精密、成本较高。
3.同位素交换法同位素交换法是利用化学反应中的同位素交换来实现同位素的分离。
同位素交换法适用范围非常广，可以用于分离液态、固态和气态物质中的同位素。
总之，稳定同位素的使用及分离技术是现代科学技术中的重要组成部分。
它们不仅在地球化学、环境科学、医学和工业等领域有着广泛的应用，同时将为人们的科学研究和社会进步做出更大的贡献。
稳定同位素示踪法在环境科学领域中的意义
稳定同位素示踪法在环境科学领域中的意义概述稳定同位素示踪法是一种广泛应用于环境科学领域的研究手段，通过测量不同物质中同位素的相对丰度变化，可以揭示物质循环和环境过程中的关键信息。
稳定同位素示踪法已被广泛应用于水文地质、生态学、气候变化、海洋科学等领域，并在环境研究和管理中发挥着重要作用。
一、水文地质领域中的应用稳定同位素示踪法在水文地质领域被广泛使用，它可以帮助研究人员确定水的起源、流动路径和时间尺度。
例如，研究人员可以通过测量地下水中水分子的氘同位素含量来确定水的来源，进而分析水资源的补给途径和地下水的补给时间。
此外，稳定同位素示踪法还可以用于研究地表水和地下水之间的相互作用，了解地下水补给源以及地下水对地表水的贡献。
二、生态学领域中的应用稳定同位素示踪法在生态学领域也起到了重要作用，尤其在食物链和食物网研究中。
通过测量不同生物体中的碳、氮、硫等稳定同位素的比例，可以揭示食物链传递关系和能量流动路径。
例如，通过测量食物链中不同营养级的生物体中碳同位素的比例，可以确定有机物的起源和食物链中不同级别生物体的营养关系。
稳定同位素示踪法还可以用于研究生物体迁移和迁徙模式，通过测量生物体中的氢同位素可以确定它们的迁徙路径和迁徙时间。
三、气候变化研究中的应用稳定同位素示踪法在气候变化研究中发挥着关键作用。
以氧同位素为例，通过测量大气中水分子中氧同位素的比例，可以推断出当地的气候信息。
此外，研究人员还可以通过分析大气中二氧化碳的碳同位素含量来了解气候变化对碳循环的影响。
稳定同位素示踪法还可以用于恢复古气候环境，通过测量地质记录中生物体中的氧、碳等同位素比例，可以重建古气候信息，了解过去的气候演变过程。
四、海洋科学研究中的应用稳定同位素示踪法在海洋科学研究中具有举足轻重的地位。
例如，通过测量海水中氧同位素的比例，可以揭示海洋生物的呼吸作用和光合作用过程，在全球碳循环和能量转移中具有重要意义。
此外，稳定同位素示踪法还被用于研究海洋中生物体的迁徙和营养关系，通过测量鱼类、贝类等生物体中的氢、氧、氮等同位素的比例，可以揭示它们的迁徙路径和营养来源。
稳定同位素分离技术及其应用
稳定同位素分离技术及其应用近年来，随着科技的不断发展，人类对于原子结构的认识越来越深刻。
其中，稳定同位素分离技术的研究和应用成果备受瞩目。
稳定同位素是在原子核中质子数和中子数均相同的同位素，通过稳定同位素分离技术，可以快速、高效地将其中一个同位素分离出来，为科学研究和工业生产提供了重要支撑。
稳定同位素分离技术起源稳定同位素的分离技术可以追溯到20世纪初。
当时，化学家们研究样品时发现，同一元素的同位素在化学性质上非常相似，这使得它们很难被分离。
然而，在质量方面，同位素的质量相差微乎其微，因此他们想到在分离同位素时利用这个微小的差异。
随着物理学、化学和数学等多个学科的发展，稳定同位素分离技术逐渐成熟，应用领域也越来越广泛。
在医学、生物学、地质学、环境科学、航空航天等领域得到广泛应用。
稳定同位素分离技术的原理稳定同位素分离技术的原理是基于同位素之间在质量上的微小差异。
主要包括闪蒸法、离心法、电化学分离法、高分辨质谱法等多种方法。
在这些方法中，高分辨质谱法是其中最常用且最高效的方法之一。
高分辨质谱法将待分离样品原子质量分别转化为两个或多个离子，将这些离子经过管道排列并通过磁场和电场分离出不同的离子，这些离子随后会被接收，分析并处理，从而得到需要的同位素。
稳定同位素分离技术的应用稳定同位素分离技术不仅在科学研究中有重要应用价值，也在其他多个领域获得了广泛应用。
在食品行业中，稳定同位素可以用于追踪动物的饲料来源和生长区域，从而确保食品的安全和质量。
在环境科学领域中，稳定同位素的应用可以协助研究人员监测自然资源的利用和保护情况。
在医学领域中，稳定同位素可以用于诊断和治疗患者，以及研究新型药物的疗效和安全性。
除此之外，稳定同位素还被广泛应用于地质学、气象学、农学等多个学科领域中，为相关研究和实践提供了重要支撑。
结语随着稳定同位素分离技术的不断研究和发展，其应用领域也在不断扩大和深化。
稳定同位素技术的研究和应用，不仅能够丰富人们对原子结构的认识，更重要的是为人类的生产和生活提供了更多的可能性和选择，带来了更多的福祉。
地球化学中的稳定同位素测定方法及应用
地球化学中的稳定同位素测定方法及应用地球化学是研究地球和其组成部分的化学过程及其关系的学科。
在地球化学中，稳定同位素成为重要的研究对象。
稳定同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的同种元素。
稳定同位素具有多种在地球化学研究中的应用，如研究全球碳、氮、氧等元素的循环，探究生物地球化学、地质学和气候学等学科，以及农业、医学等领域。
本文将介绍地球化学中常见的稳定同位素，测定方法及其应用。
常见的地球化学稳定同位素常见的地球化学稳定同位素有氢（H）、碳（C）、氮（N）、氧（O）、硫（S）等五种元素。
不同元素的稳定同位素具有不同的质量数和相应的原子量。
常用的地球化学稳定同位素如下表所示：元素 | 稳定同位素 | 相对丰度（‰）--------|--------------|-------------氢 | D/H | 155碳 | 13C/12C | 1.1氮 | 15N/14N | 0.37氧 | 18O/16O | 20.2硫 | 34S/32S | 4.5测定方法稳定同位素测定的方法主要分为质谱法和光谱法两种。
质谱法是指通过质谱仪对样品中含有的稳定同位素进行分析。
光谱法是指使用吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱等对样品进行分析。
以下将分别介绍这两种方法。
质谱法质谱法是一种高灵敏度、高准确性的稳定同位素测定方法，广泛应用于地球化学、生物科学等领域。
具体操作步骤如下：1. 样品预处理：将样品进行预处理，使其适合质谱仪的检测和分析。
2. 稳定同位素分离：使用化学分离方法，将待测稳定同位素与其它同位素进行分离。
3. 气相色谱-质谱联用（GC-MS）：将稳定同位素样品经过GC-MS分析仪进行检测分析。
该方法可完成同位素比值的测定，并计算出样品中含量的相对百分比。
光谱法光谱法是通过对光谱信号进行量化，对稳定同位素进行分析和测定。
它有以下几种类型：1. 吸收光谱法：利用吸收光谱分析待测物质的稳定同位素含量和同位素分布规律。
同位素的应用
4．确定各种来源水的混合比例。
如何运用放射性同位素？
1.射线照相技术，可以把物体内部的情况显示在照片上。
2.测定技术方面的应用，古生物年龄的测定，对生产过程中的材料厚度进行监视和控制等。
3.用放射性同位素作为示踪剂。
4.用放射性同位素的能量，作为航天器、人造心脏能源等。
5.利用放射性同位素的杀伤力，转恶为善，治疗癌症、灭菌消毒以及进行催化反应等
如何在生态和环境科学研究中运用稳定同位素？
通过使用稳定性同位素技术，可以使生态学家测出许多随时空变化的生态过程，同时又不会对生态系统的自然状态和元素的性质造成干扰。在过去的十几年中，一些生态与环境科学的最令人瞩目的进步依赖于稳定性同位素技术，稳定性同位素能够被用来解决生态与环境科学的许多问题。 包括：
还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法。正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展。
二、中子活化分析
活化分析是一种揭示微量杂质的存在及其数量的分析方法。这种测定方法用途广泛。例如，调查直升飞机喷洒农药的分散效果。农药散布到稻田以后，从各个不同部位采集稻秧，放到反应堆中照射，经过活化分析，便可测出微量农药的放射性。从而可以知道每颗稻秧上粘附的农药量。根据这些测定数据可以绘制出农药散布量的分布图。
二、稳定同位素方法的应用
（一）稳定同位素
同位素是质子数相同而中子数不同的原子，它可分为稳定同位素和放射性同位素。在已知的1700多种同位素中，稳定同位素有260多种。有的元素只有一种同位素，例如氟；有的元素有多种同位素组成，例如氧有三种同位素：16O，17O，18O。同一元素的同位素之间由于核质量的差别，其物理和化学性质存在微小差别，这种性质差别与核过程无关，与放射性衰变无关。正由于这种微小的性质差别，经物理的，化学的或生物的过程之后，体系的不同部分（如反应物和产物）的同位素组成将发生微小的，但可测量的改变，这就是同位素分馏。例如水蒸发时，水蒸汽富集H216O，而残余水相中则相对富集D216O和H218O。
食品安全检测用稳定同位素内标试剂的研制及应用
目前，国内外对于食品安全检测用稳定同位素内标试剂的研究尚处于发展阶段，仍存在一些 亟待解决的问题，如内标试剂种类少、制备方法不成熟等。因此，开展食品安全检测用稳定 同位素内标试剂的研制及应用研究具有重要的现实意义和理论价值。
降低定量限
稳定同位素内标试剂具有稳定的化学性质和 明确的分子量，可以用于校正质谱仪的响应 ，提高对低浓度目标化合物的检测能力，降
低定量限。
降低基质干扰和背景噪声
降低基质干扰
稳定同位素内标试剂可以作为基质匹配的标准物质，用 于校正基质效应引起的误差，从而降低基质干扰。
降低背景噪声
稳定同位素内标试剂具有高丰度和明确的质量数，可以 在分析过程中减少背景噪声的干扰，提高信噪比。
食品安全检测用稳定同位素内标 试剂的研制及应用
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目 录
• 引言 • 稳定同位素内标试剂的研制 • 稳定同位素内标试剂在食品安全检测中的应用 • 稳定同位素内标试剂在食品安全检测中的优势
及前景 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
随着食品安全问题的频频出现，食品安全检测技术成为了人们关注的焦点。其中，稳定同位 素内标法因具有高准确性、高灵敏度、高选择性等优点，逐渐被广泛应用于食品安全检测领 域。
安全检测体系。
需要加强与国内外相关研究机构的合作与交流， 共同推进食品安全检测领域的技术创新和应用发
展。
06
参考文献
参考文献
参考文献1
参考文献2
参考文献3
张三，李四，王五，等. 稳定同位素 内标法在食品安全检测中的应用研究. 中国食品学报，2022,22(3): 123130.
同位素取样方法范文
同位素取样方法范文
1.稳定同位素取样方法：稳定同位素指的是具有相对稳定丰度的同位素，如氢、氧、碳、氮、硫等。
稳定同位素取样方法主要用于分析有机物
和水体中同位素的比例变化，以揭示物质的成因、分布和演化过程。
常用
的方法包括δ18O（氧同位素），δ13C（碳同位素）和δ15N（氮同位素）等。
3.同位素标记法：同位素标记法是将特定同位素加入到样品中，通过
测量同位素标记物的变化来研究样品中其他化学组分的动态变化。
同位素
标记法广泛应用于生物学、医学和环境科学等领域，用于追踪物质的代谢
途径、污染物的扩散路径等。
常见的方法包括氚、碘同位素标记等。
同位素取样方法的应用领域非常广泛。
在地质学中，它可用于研究地
壳的构造演化、岩石的成因和变质过程；在天文学中，它可用于探索宇宙
的起源、行星的形成和星系的演化；在生物学中，它可用于研究生物体的
食物链、生态系统的物质循环和代谢途径。
同位素取样方法具有许多优点，如高灵敏度、高精确度、非破坏性等，它能够提供详尽而准确的信息，为科学研究提供了重要的实验手段和数据
支持。
然而，同位素分析仪器和技术的高昂成本、样品准备和测量的复杂
性等限制了其在实际研究中的应用。
总之，同位素取样方法是一种重要的科学研究工具，它通过测量同位
素的比例变化来揭示物质的成因、分布和演化过程。
同位素取样方法在地
质学、天文学、生物学和化学等领域有着广泛的应用，为科学研究提供了
有力的支撑和指导。
随着技术的不断进步，同位素取样方法将会更加成熟
和普及，为科学研究提供更多的可能性和发展空间。
稳定同位素样品取样方法
稳定同位素样品取样方法稳定同位素样品取样是研究地球和宇宙中元素的质量的重要方法之一、稳定同位素是指除氢、碳、氮和氧等元素外，不发生放射性衰变的同位素。
在地球科学、环境科学、生物科学等领域，稳定同位素样品取样方法的选择和正确操作对保证数据质量至关重要。
本文将就稳定同位素样品取样的一般原则、常见方法和注意事项进行详细阐述。
一、稳定同位素样品取样的一般原则：1.样品应代表性：选取的样品应具有代表性，能够准确反映研究对象的性质和变化趋势。
一般采样时要选择较大的样品量，另外要注意避免污染和混杂。
2.注意样品的保存：稳定同位素样品的保存很重要，可以使用密封的容器或干燥剂保存，以防止样品受潮、分解或发生化学反应。
同时注意避免与大气中的水分和CO2接触。
3.确保样品的完整性：在取样过程中要避免对样品产生损伤或损失，避免外界干扰和人为错误。
4.控制实验条件：在实验过程中要严格控制条件，避免外部干扰因素对结果的影响。
温度、湿度等变量要控制稳定。
二、常见的稳定同位素样品取样方法：1.土壤样品取样：在野外采样时，可以选择合适的探针或者铁锹、铲子等工具进行采样。
应保持样品的原始状态，避免受到空气、湿度等环境因素的干扰，同时还要避免样品与金属等容器接触。
2.植物组织样品取样：可根据所研究的植物类型选择合适的取样方法。
对于树木，可以选取树干中的心材，避免表皮的受污染；对于草本植物，可以选择新鲜的叶片或者根部进行采样。
3.水样取样：在采样过程中要注意避免水样中的气泡，并确保取样器具的干净与无污染。
可以选择合适的容器，如聚乙烯瓶或玻璃瓶，并在取样后及时密封保存。
4.大气样品取样：在大气样品的取样过程中，要避免样品受到雨水、灰尘等的污染。
可以使用大气采样器进行采样，注意采样时要测量各种气象因素的值。
三、稳定同位素样品取样的注意事项：1.避免污染：在采样前要清洗手部和采样工具，避免手部的污染；对于容器，要选择无污染的、干净的容器，并在使用前处理或煮沸消毒。
稳定同位素分离
稳定同位素分离1. 稳定同位素分离介绍稳定同位素分离是指将自然界中含有不同稳定同位素的原材料（如天然气、水、矿物等）分离出同位素谱纯的单一物质。
稳定同位素分离技术具有重要的实用性，尤其在核医学、农业、环境科学、地球科学、食品工业等领域中有广泛的应用。
稳定同位素分离技术主要包括物理分离、化学分离和生物分离三种方法。
物理分离方法主要有扩散法、离心法、纯化柱法等；化学分离方法主要有络合沉淀法、电化学分离法、电解法、化学交换法、萃取法等；生物分离方法主要有酶法、菌类作用法、生物酸化学作用法等。
2. 物理分离方法2.1 扩散法扩散法是一种在不同扩散速率下使用气体或溶液扩散的分离方法。
通常使用的扩散设备有扩散排、扩散柱、扩散膜等。
此方法分离效果高、设备简单，但扩散速率慢。
2.2 离心法离心法是基于离心原理进行的分离方法。
通过不同离心速率分离重量相近但同位素不同的化合物。
离心机是分离设备的关键，目前离心机可达到3万到10万转速，但价格昂贵。
2.3 纯化柱法纯化柱法是一种使用大量的吸附剂对混合物进行分离的方法。
柱子的吸附剂是一个具有特定吸附特性的固体。
通过不同的极性、电化学和热力学参数，即可分离出不同同位素的混合物。
纯化柱法是物理分离方法中最常用和最有效的一种。
3. 化学分离方法3.1 含氟离子交换法通过与含氟离子交换的方式，将这些稳定同位素从混合物中分离出来的方法。
此方法分离结果可达到98%以上。
3.2 化学还原法化学还原法是通过还原剂与稳定同位素的氧化还原反应来分离同位素。
此法在实验室中较为常见。
3.3 始质分离法始质分离法是通过将化合物的开始元素分离出来的方法。
例如，将混合物通过高温还原分离出含有同位素的元素。
4. 生物分离方法4.1 酶法酶法是指利用酶催化反应，分离并提取约化学物质中含有稳定同位素的物质。
例如，使用酶将14C-葡萄糖转化为14C-乳酸。
4.2 菌类作用法菌类作用法是指利用可使用稳定同位素作为某些化合物的氧化或还原剂的生物菌类，进行分离和纯化。
稳定同位素定量法-概述说明以及解释
稳定同位素定量法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述稳定同位素定量法是一种用于确定样品中同位素含量的分析方法。
同位素是原子核中具有相同原子序数但不同质量数的同一元素。
稳定同位素是指那些具有相对稳定较长时间的半衰期的同位素。
在稳定同位素定量法中，我们使用仪器对样品中特定元素的稳定同位素进行测量，并根据同位素比值来计算样品中的同位素含量。
这种方法的基本原理是，不同同位素在化学和物理性质上可能会有微小差异，这些差异可以通过测量同位素的质量比来确定。
稳定同位素定量法在很多领域得到了广泛的应用。
首先，它在地质学和行星科学领域中被用来研究地球和行星的演化过程。
通过分析样品中同位素的含量，可以揭示出地质事件和生物过程对地球和行星的影响。
此外，稳定同位素定量法还被应用于环境科学、生态学和生物学研究中，用来跟踪生物体的生活历程和食物链。
总而言之，稳定同位素定量法是一种重要的分析技术，它能够帮助我们了解自然界中元素的循环和变化过程。
通过准确测量样品中的同位素含量，我们可以揭示出许多与地球科学、环境科学和生物学相关的重要信息。
未来，随着技术的不断发展，稳定同位素定量法将会在更多领域发挥关键作用，为人们更好地了解自然界提供有力支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容介绍了本文的组织结构和每个部分的主要内容。
主要包括以下几个方面:1. 引言：在引言部分，我们将对稳定同位素定量法的相关背景和意义进行概述，介绍其在科学研究和实际应用中的重要性。
2. 正文：正文是文章的主体部分，我们将从两个方面探讨稳定同位素定量法。
首先，我们将详细介绍稳定同位素定量法的原理，从同位素分馏原理、稳定同位素质谱仪器技术等方面进行阐述。
其次，我们将探讨稳定同位素定量法的应用领域，包括环境科学、食品安全、地质学等各个领域。
3. 结论：在结论部分，我们将对本文进行总结，概括文章的主要观点和结论。
同时，我们将对稳定同位素定量法的未来发展进行展望，探讨其在科学研究和实际应用中的潜力和前景。
稳定同位素质谱仪使用方法说明书
稳定同位素质谱仪使用方法说明书一、引言稳定同位素质谱仪（Stable Isotope Mass Spectrometer）是一种用于分析样品中稳定同位素的仪器。
它能够测量样品中不同原子的同位素含量，进而用于确定样品的来源、化学过程和环境特征。
本说明书将详细介绍稳定同位素质谱仪的使用方法，以便操作人员能够正确、有效地进行测试和分析。
二、仪器准备1. 校准仪器：在每次使用稳定同位素质谱仪之前，需要确保仪器的准确性和稳定性。
使用标准样品进行校准，并根据仪器的校准曲线进行调整。
2. 准备样品：根据实验需要，选择合适的样品，并制备样品供仪器测试。
样品的准备方法需根据实验目的和要求进行相应处理。
三、仪器操作1. 打开仪器电源：确保稳定同位素质谱仪接通电源，并按照操作手册的指示依次打开各个部件的电源开关。
2. 设置实验条件：根据所进行的实验目的和样品类型，设置仪器的实验条件，包括温度、气压、电离模式等参数。
3. 样品进样：将预处理好的样品倒入进样器中，并使用适当的方法将样品引入质谱仪中。
4. 仪器运行：在设置好实验条件与样品进样后，开始运行仪器。
操作人员需密切观察仪器运行状态，确保正常运转，并根据需要调整相关参数。
5. 数据记录：在实验过程中，仪器会输出相关数据，包括同位素比值和峰面积等。
操作人员需要及时记录这些数据，以备后续分析与解读。
四、实验流程1. 样品测试前准备：将待测样品与标准样品一同处理，以便进行后续的比较和分析。
2. 启动质谱仪并进行校准：按照仪器说明书进行启动和校准操作，确保仪器的准确性和稳定性。
3. 进样和分析：将样品引入质谱仪中，进行同位素比值的测量。
操作人员需要注意样品量的准确控制和仪器运行的稳定性。
4. 数据处理与分析：通过仪器输出的数据，使用相应的数据处理软件进行分析，得出所需结果。
5. 结果解读与报告撰写：根据实验目的和要求，解读实验结果，并撰写报告或论文。
6. 仪器维护与清洁：使用完毕后，及时对仪器进行维护和清洁，确保下次使用时的正常运行。
稳定同位素分析及其应用
稳定同位素分析及其应用稳定同位素分析（stable isotope analysis）是一种通过分析样本中同位素的相对丰度差别来揭示样本来源、食物链关系、生物地理学等信息的科学技术。
稳定同位素分析的研究领域非常广泛，涉及环境科学、生态学、地球科学、生物地球化学、气候学、生物学、考古学等多个领域。
稳定同位素的概念同位素（isotope）是指同一元素中，具有不同中子数的原子。
同位素具有相同的原子序数，也就是它们在元素周期表中的位置相同。
稳定同位素是指不衰变而使得同位素比例稳定的同位素。
例如，碳元素（carbon）有三种同位素，分别是C12、C13、C14。
其中C12是稳定的同位素，而C13则是半衰期非常长，不易衰变的同位素，C14则是半衰期很短，放射性同位素，因此常用C12和C13进行稳定同位素分析。
稳定同位素的分析方法稳定同位素分析方法主要包括同位素比值质谱法（isotope ratio mass spectrometry, IRMS）、气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）和液相色谱-质谱（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）等。
同位素比值质谱法是一种较为常用的方法，主要是通过质谱仪对两种同位素之间的相对丰度进行测量，在样品中寻找同位素的丰度比，通过测定样品与同位素标准之间的比值来得出研究对象中同位素相对丰度的百分比。
气相色谱-质谱和液相色谱-质谱方法则不同于同位素比值质谱法。
气相色谱-质谱和液相色谱-质谱方法通过先对样品中物质进行分离，然后测定物质中同位素分布的相对丰度。
这两种方法主要用于具有同位素标记的化合物，如碳、氢、氮等可检测同位素标记胺基酸、脂肪酸和葡萄糖分子等物质。
稳定同位素分析的应用稳定同位素分析已经被广泛地应用于环境科学、生态学、地球科学、考古学及食品行业等领域。
稳定同位素样品取样方法
稳定同位素样品取样方法讲座大纲林光辉陈世苹中国科学院植物研究所 北京100093第一部分固体样品采集1植物水分利用效率的研究：取样部位：叶片测定指标：J 3c基本原理：J 3c 分析是评估C 3植物叶片中细胞间平均 CO 2浓度的有效方法。
根据Farquhar等(1982)，植物的j 13C 值可由下式来表示： ;13C p =、13C a -a-(b-a) C^/C a式中，J 3C p 和J 13C a 分别为植物组织及大气CO 2的碳同位素比率，a 和b 分别为CO 2扩 散和羧化过程中的同位素分馏，而 G 和C a 分别为细胞间及大气的CO 2浓度。
可明显看 出，植物的J 13C 值与C i 和C a 有密切的联系。
植物组织的 ;.13C 值不仅反映了大气 CO 2的碳同位素比值，也反映了 C i /C a 比值。
C i /C a 比值是一重要的植物生理生态特征值，它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关，因而 C i /C a 值大小也与环境因子有关。
另一方面，根据水分利用效率的定义，植物水分利用效率也与C i 和C a 有密切的联 系，这可由下列方程式中看出：A= g «C a -C i )/1.6E= g XA WWUE=A/E= ( C a -C i )/1.6 W式中，A 和E 分别为光合速率和蒸腾速率，g 为气孔传导率，而 A W 为叶内外水气压之13 差。
这样，「C 值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率：由于植物组织的碳是在一段时间(如整个生长期)内累积起来的，其这段时间内平均的 C i /C a 值及WUE 值。
注意事项阳生叶片；光合活性强的叶片(避免新生和衰老叶片) ；13比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO 2本底的J. C 值与气候和水 分条件是否接近。
特别是在森林生态系统中，植物叶片 J 3c 值存在明显的冠层效应，WUE= C a [1 _(13 、C a 13—b -a -a )]/1.6 ：W J 3c 值可以指示出即愈接近森林地表，植物叶片的同位素贫化( isotopic depletion )效应愈明显，产生这一效应的原因主要有两个：一个是林冠内部形成的光强梯度，光强下降导致较高的13Ci/Ca;第二是林下植物和土壤呼吸释放含有较低C的C02。
轻稳定同位素环境检测样品的采集和前处理方法解析
轻稳定同位素环境检测样品的采集和前处理方法解析发布时间：2023-02-02T01:58:21.934Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第18期作者：李甜甜王萌萌[导读] 目前，环境领域的鉴定、反应机理、cn循环、溯源等方面李甜甜王萌萌武汉博源中测检测科技有限公司湖北武汉 430206摘要：目前，环境领域的鉴定、反应机理、cn循环、溯源等方面，广泛地应用了稳定同位素技术。
基于其具有不同的核物理性质，可以被区别检测的原理，因此，可以用稳定同位素作为示踪原子合成标记化合物。
定同位素技术的应用对于样品的检测采集和前期处理方法有着直接的影响。
本文综合论述了轻吻定投因素环境检测样品的采集和前处理方法，以供相关人士借鉴与参考。
关键词：经稳定同位素；环境检测；样品采集；前处理方法稳定同位数至今已经发现，种类达到270余种，而在环境研究领域，主要是对2H，13C、15N、180、34S、37Cl，等，亲，稳定同位素比较关注。
在自然界以及生物体中，这些元素参与了化学以及物理变化，通过对其标记跟踪考察，可以对气候环境、CN循环，等等进行研究，同时，通过添加人为的标记试剂，可以进行反应机理以及代谢过程的研究。
运用，稳定同位素技术，来对环境样品进行检测时，根据仪器的灵敏度来对进样量进行控制，并将目标元素转化为氢气、二氧化碳、二氧化硫、等等，气体，引入到检测器检测，但同时要注意的是，避免杂质气体以及分流的影响。
对于采集以及前期的样品的处理，如何将目标元素转化为指定的气体，对于检测的可靠性和准确性会有直接的影响。
因此，一定要注意环境样品的采集和前处理方法。
1.气体样品采集以及前处理环境领域气体样品的采集，包括了气体样品以及颗粒物样品的采集。
稳定同位素技术的应用可以对空气中的污染状况和来源进行检测，对大气环境实时监测。
气体样品一般采用，采样瓶和采样气袋来进行收集目标样品，采样瓶和采样器石要经过高纯度的N2冲冼，然后对大气中的CO2、CH4、＆15N、＆18O2，进行测定。
稳定同位素示踪技术在生态环境研究中的应用
稳定同位素示踪技术在生态环境研究中的应用稳定同位素示踪技术是一种用稳定同位素所标记的物质来追踪物质在生物体系中的流向和转化的技术。
这项技术具有高精度、高可靠性的特点，已被广泛应用于生态环境研究中。
本文将介绍其应用与优势。
一、稳定同位素示踪技术的基本原理稳定同位素示踪技术利用不同同位素相对丰度的差异来追踪物质在生态系统中的流向和转化。
稳定同位素是指质子数不变、中子数不同的同种元素。
在自然界中，同种元素的不同同位素存在着一定的相对丰度，其比值可以通过质谱等仪器测定。
通过分析生态系统中物质的同位素比值的变化，可以揭示其在生态系统中的流动规律、生物、化学转化过程等信息。
二、稳定同位素示踪技术在生态环境研究中的应用1. 碳同位素示踪技术碳是生物体系中最常见的元素，也是地球上最常见的元素之一。
稳定同位素示踪技术中，以13C、14C为代表的碳同位素被广泛应用于生态系统中的有机物质的碳循环研究。
通过13C标记的有机物质可以推断出在生态系统中的有机物质的生产来源和转化过程，如光合作用中CO2的转化能力、土壤中有机物的来源等。
2. 氮同位素示踪技术氮是生物体系中不可或缺的营养元素，通过稳定同位素示踪技术，可以研究氮在生态系统中的流向和转化过程，如鱼类食物中的氮成分、原生动物对有机物的初始分解、土壤中化学、生物反应过程的变化等。
3. 氢同位素示踪技术氢是水分子的成分之一，在稳定同位素示踪技术中，利用氢同位素分析水的运移情况、水-土壤-植物系统的异质同位素内循环、动物饮水水源等信息。
4. 氧同位素示踪技术在生态系统中，氧同位素示踪技术可用于水的来源及其质量的研究，如大气水湿滞过程中的同位素分布。
三、稳定同位素示踪技术的优势1. 非放射性示踪：与放射性示踪技术相比，稳定同位素示踪技术不会产生放射性废物和辐射污染，对人体和环境无害。
2. 高精度：稳定同位素示踪技术样品处理比较简单，并且稳定性较高，测量精度高。
3. 应用广泛：稳定同位素示踪技术在生态环境研究中可应用于不同类型的生物体系和环境领域。
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第一部分固体样品采集1 植物水分利用效率的研究：取样部位：叶片测定指标：δ13C基本原理：δ13C分析是评估C3植物叶片中细胞间平均CO2浓度的有效方法。
根据Farquhar 等(1982)，植物的δ13C值可由下式来表示：δ13C p= δ13C a-a-(b-a)×C i /C a式中，δ13C p和δ13C a分别为植物组织及大气CO2的碳同位素比率，a和b分别为CO2扩散和羧化过程中的同位素分馏，而C i和C a分别为细胞间及大气的CO2浓度。
可明显看出，植物的δ13C值与C i和C a有密切的联系。
植物组织的δ13C值不仅反映了大气CO2的碳同位素比值，也反映了C i /C a比值。
C i /C a比值是一重要的植物生理生态特征值，它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关，因而C i /C a值大小也与环境因子有关。
另一方面，根据水分利用效率的定义，植物水分利用效率也与C i和C a有密切的联系，这可由下列方程式中看出：A= g×(C a-C i)/1.6E= g×ΔWWUE=A/E= (C a-C i)/1.6ΔW式中，A和E分别为光合速率和蒸腾速率，g为气孔传导率，而ΔW为叶内外水气压之差。
这样，δ13C值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率：WUE=1313[1()]/1.6a paC C aC Wb aδδ---∆-由于植物组织的碳是在一段时间（如整个生长期）内累积起来的，其δ13C值可以指示出这段时间内平均的C i /C a值及WUE值。
注意事项：✧阳生叶片；✧光合活性强的叶片（避免新生和衰老叶片）；✧比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的δ13C值与气候和水分条件是否接近。
特别是在森林生态系统中，植物叶片δ13C值存在明显的冠层效应，即愈接近森林地表，植物叶片的同位素贫化（isotopic depletion）效应愈明显，产生这一效应的原因主要有两个：一个是林冠内部形成的光强梯度，光强下降导致较高的Ci/Ca；第二是林下植物和土壤呼吸释放含有较低13C的CO2。
前处理：尽可能立即烘干；测定前要粉碎过60－80目筛难题：高大乔木取样；地理跨度很大或气候条件差异明显的地点间的比较2 植物光合类型的判定取样部位：叶片测定指标：δ13C基本原理：植物光合作用是自然界产生碳同位素分馏的最重要过程。
目前大气CO2的δ13C 值为8‰左右。
大气CO2经气孔向叶内的扩散过程、CO2在叶水中的溶解过程，以及羧化酶对CO2的同化过程，均存在由显著的碳同位素效应（Farquhar et al., 1989）。
而且，不同光合途径（C3、C4、和CAM）因光合羧化酶（RuBP羧化酶和PEP羧化酶）和羧化的时空上的差异对13C有不同的识别和排斥，导致了不同光合途径的植物具有显著不同的δ13C值。
在陆生植物中，C3植物的δ13C值由-20‰到-35‰（平均为-26‰），C4植物由-7‰到-15‰（平均为-12‰），而CAM植物由-10‰到-22‰(平均为-16‰),因此δ13C值可用来鉴别植物的光合途径。
注意事项：阳生叶片；光合活性强的叶片。
难题：对一些中间类型或CAM光合途径兼有的物种的判断比较困难3 植被变迁取样：植物叶片或植株、土壤、花粉粒、动植物化石等测定指标：δ13C基本原理：不同光合类型植物的δ13C值之间存在很大差异，土壤有机质、花粉粒以及动植物化石δ13C值中包含了不同地质年代的植被光合类型等方面的信息，如土壤有机质是由分解的植物残体逐渐转化和积累起来的，所以土壤有机质同位素组成与其上的植被同位素组成有直接的关系，因此可以用来判断植被的变迁，主要是C3/C4植物的构成比例。
哺乳动物牙齿的釉质层，特别是食草动物的食物同位素组成比较规律和稳定，所以牙齿化石釉质的稳定同位素分析对于判断古气候变化非常有用。
注意事项：植物取样同上；土壤根据具体情况取不同深度的样品，浅表土壤尽量划分的细些，如0-2 cm, 2-5 cm, 5-10 cm等，最表层土壤容易受到人类和生物活动的干扰，所以一般表土样品采集地表下2-3cm的土壤，此层土壤中的有机质组分经过了长时间的分解，达到了稳定。
前处理：植物样品处理同上；一般土壤样品需要研磨过80-100目筛，如果是碱性土壤需要酸化，即用过量的稀释HCl（2 mol/L）处理土壤样品24小时，以除去土壤中的碳酸盐。
去除土壤中碳酸盐主要是因为土壤中的碳酸盐不仅容易受成岩作用影响，而且这些碳酸盐从形成起直到今天一直在与地层中的CO2气体反应，因此这种来源的同位素分析很难真正反映地质历史时期的气候状况。
难题：此方法只适于原始与现代植被类型间δ13C差异较大的地区，如由C4草原转变为C3灌丛；由C3草原转变为C4植物为准的农田（玉米、甘蔗等）。
当分析花粉粒、动植物化石样品时常需要特殊的仪器（样品量太小）。
而对化石材料分析的很大困难应该是如何准确确定它所处的地质年代（14C定年）。
4 长期气候变化取样：树木年轮、湖泊沉积物、动植物化石、石笋、冰芯等，时间尺度从几十年到几百万年测定指标：δ13C、δ18O、δD基本原理：树轮是能提供各种环境气候信息的生命体, 树木在光合作用过程中吸收的CO2和H2O是树轮有机组成中C、H、O的唯一来源, 因而树轮C、H、O同位素组成应能反映树木生长时大气圈(CO2) 和水圈(H2O) 的同位素组成特点。
同时, 光合作用过程也是一个受环境气候因子制约的同位素分馏过程,经过这一过程的树轮同位素组成, 也应记录有树轮生长时气候因子的信息。
比如：树木年轮的δ13C值可以用于大气CO2浓度、大气温度、大气相对湿度和降水量等环境因子的重建。
目前越来越多的研究同时应用两个或多个同位素共同解释气候的变化，增加了结果解释的精确度。
前处理：提取年轮中的纤维素难题：年轮的准确定年；树轮纤维素的硝化5 植物氮素利用取样部位：植物叶片、土壤测定指标：δ15N基本原理：大气N2的δ15N值接近0，而土壤N的δ15N值在-6‰至16‰之间（参见补充材料1）。
因此，主要通过固氮作用从大气中获得氮素的植物15N丰度应该接近0；而且通过计算也可以定量非固氮植物所利用的氮源的构成比例。
注意事项：光合活性强（避免新生和衰老叶片）；土壤取样采集根系较集中的土层。
难题：土壤中氮转化过程同位素效应很大，且常常不同方向，因此造成土壤N的δ15N值变化范围很大，为了更加准确的确定植物的氮素来源，通常可以通过添加15N标记的氮素的方法；土壤氮含量有时太低，需要较大的样品（消耗更多的耗材等）。
6 植物水分来源：见下节液体样品采集第二部分液体样品采集1 植物水分来源基本原理：植物中氢和氧的主要来源是水，植物所能利用的水分主要来自降水、土壤水、径流（包括融雪）和地下水。
土壤水、径流和地下水最初也全部来自降水, 但由于土壤水分输入的季节变化、地表层的蒸发或土体水分和地下水之间的差异使得土壤水分产生同位素组成梯度。
一般来说，植物根系吸收水分过程以及随后的木质部水分运输过程均不发生同位素分馏效应，即根的和茎内水的δD、δ18O值与土壤中可供植物吸收的水之δD、δ18O值相近。
因此我们可以通过分析植物茎水的同位素比率来确定根系对不同来源的土壤水的吸收，可以使我们进一步地了解根在土壤剖面中的活动和在自然群落中植物对水分的利用的差别。
在整个生长过程中，植物可能不仅仅利用一种水源（包括大气降水、土壤水、地下水等）。
利用稳定同位素技术不但可以测定植物在不同环境下所利用水分的深度并且对使用两个以上水源的植物可以定量其所利用水源所占的比例；而且还可以研究植物水分利用在时间上的变化，这一点是仅通过分析植物根系在土壤剖面中的分布所不能确定的。
同位素技术的另一个重要作用是确定在土壤中哪部分植物根系是吸收水分的最活跃区域。
因为植物根系通常遍布整个土壤剖面，但这并不意味着根系在其存在的土层中都表现出水分摄取活性，到目前为止其它方法则难以解决这一问题。
Figure Hydrogen isotope ratios of water fond in plants growing in the same arid land location in southern Utah following an intense summer rain event. Shown also are the observed variations in the isotopic composition of summer rains (upper depth soil moisture source) and winter rains (lower depth soil moisture sources). 引自Ehleringer et al. 1991.1）植物样品的采集：乔木和灌木：非绿色的枝条；草本：根茎结合处的非绿色部分；注意事项：✧非绿色部分没有气孔不会发生蒸腾作用；✧当取灌木和乔木等有明显韧皮部的植物样品时，应将韧皮部（即树皮）迅速剥离；✧ 采样量根据植物的含水量有所不同，一般以能够提取0.1-0.3 ml 水为宜（如3－4cm 长的枝条2－3支即可），不宜过多也不宜过少。
样品取样过多将导致抽提时间过长，并容易造成抽提不完全而影响结果；过少则有可能很难获得足够测定的水分。
✧ 取样要迅速，取样完毕后样品瓶需要立即用parafilm 密封，然后冰冻保存。
2）潜在水源样品的采集：包括：大气降水：降雨或降雪；土壤水：土壤的采样最好是采集根系较集中的土层；也可以采集土壤剖面，浅层土壤采集则要注意不要采集暴露在空气中的表层土壤，最好是采集表层2cm 以下的土壤。
地下水：深层土壤或井水；其它水源：如灌溉水、河流或溪流水等注意事项：所有采集的水分样品瓶都需要立即用parafilm 密封，然后冰冻保存。
2 大气中水汽样品的采集采样方法：冷阱法，即高纯度酒精和液氮混合物，低于-70摄氏度左右）采样装置基本由以下几个部分组成：注意事项：✧ 采样点要尽量放置在高处，避免人为和其它水汽来源的潜在影响；✧ 要监测并保持冷阱温度；✧ 采样时空气的流速不能太快，一般在0.2 L/min 左右，过快将使得空气中的水汽不能完全被冷阱冰冻下来，从而导致水汽同位素分馏；✧ 采集后的样品要立即密封并低温保存。
在干旱地区采样时间要适当延长，可以延长至2-3个小时。
第三部分 气体样品采集1 本底大气CO 2同位素组成采样方法：首先应该将气瓶抽真空，然后在空旷的、相对较高的地方将气阀打开，待瓶子内外气压平衡后即可。
注意事项：需要尽量减少人呼吸、植物光合或土壤呼吸的影响，特别是在森林中的取样，要注意由于冠层效应造成的CO2浓度梯度。