同位素质谱仪测定小麦植株各器官δ15N值的考察

建立了15N标记的小麦植株各器官中δ~(15)N值的元素分析仪-同位素比质谱仪联用技术(EA-IRMS)的测定方法.对仪器的稳定性和线性进行了条件优化,标准气N_2的同位素比值的标准偏差为0.03‰,在同位素信号值1e~(-9)~1e~(-8)A范围内,总体线性为0.009‰/n A.称取不同量的小麦粉标准物质(OAS/Isotope)测定δ~(15)N值,进样量为4 mg时标准偏差最小,为最佳称样量.对硫酸铵标准物质(IAEA-N2-6)、小麦粉标准物质和~(15)N标记小麦植株样品各器官进行测定,δ~(15)N值的标准偏差均小于5%,测定精度和准确度较好.方法为研究氮素在小麦体内运转及利用效率提供了有效的技术手段.     

液相色谱-同位素比质谱法同时测定葡萄酒中甘油和乙醇的δ13C值

采用液相色谱-同位素比质谱(LC-IRMS)技术建立了同时测定葡萄酒中甘油和乙醇δ13C值的分析方法。优化了葡萄酒中影响甘油和乙醇色谱分离的条件。方法的精密度和准确度分别为0.15‰~0.26‰和0.11‰~0.28‰。对40个葡萄酒样品进行了测定,甘油和乙醇的δ13 C值分别为-26.87‰~-32.96‰、-24.06‰~-28.29‰,两者具有较强的相关性(R=0.82)。该方法不需要复杂的样品预处理,在相同条件下同时测定甘油和乙醇的δ13C值,较传统方法简单、快速。     

稳定同位素比质谱法测定苹果和浓缩苹果汁的δ13C值

用从国际原子能机构溯源得到的橄榄油标准物质[Cat No.B 2172-Batch 3130,其δ13CPDB为(-28.51±0.16)‰]作标准,应用稳定同位素比质谱法测定了苹果和苹果汁的δ13 C值,并以此确定国产苹果的δ13 C值的范围和鉴定制成的果汁的质量。苹果样品去皮后切碎,打成糊状,离心后取其上清液,在75℃加热2～3h至呈黏稠状液体,冷却至室温。此时其糖度约为70Brix。浓缩苹果汁样品是黏稠液体,其糖度一般也在70Brix左右。取2μL上述样品置于锡杯中,按方法处理后供质谱分析。标准物质的进样量为2μL。按所测得碳的稳定同位素13C与12C的比值代入所给公式计算δ13 C值。结果表明:方法的精密度较好,其相对标准偏差(n=11)均小于0.021%。根据测定结果发现,我国苹果的δ13C值在-29.1‰～-23.33‰之间。     

元素分析-同位素比质谱法测定葡萄酒中乙醇δ 13C值

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(Elementary analysis-isotope ratio mass spectrometer)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乙醇δ13C值进行测定,标准偏差低于0.25‰。检测食品同位素分析技术-能力测试计划(FIT-PTS)两个葡萄酒样品乙醇δ13C值,与给定值相差0.2‰。采用液相色谱-同位素比质谱法(Liquid chromatography-isotope ratio mass spectrometry)与本方法分别对16个国家和地区40个葡萄酒样品的乙醇δ13C值测定,其结果为!23.90‰~28.29‰,且两种检测方法的检测结果差值︳Δδ(EA-LC)max︳<0.3‰,具有较强的相关性(R2=0.9749)。本方法无同位素分馏,适用于葡萄酒中乙醇δ13C值测定。     

稳定同位素法测定大豆水溶性蛋白质中碳、氮、氧、氢稳定同位素比值及其在产地溯源鉴定中的应用

利用元素分析-同位素比质谱仪(EA-IRMS)测定了来自美国、巴西、阿根廷和加拿大产的60份大豆样品中水溶性蛋白质的δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值,采用OPLS-DA统计分析方法构建大豆产地溯源模型。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值分别为-24.675‰~-29.490‰,-1.595‰~2.537‰,15.749‰~25.127‰,-33.504‰~-118.697‰。比较PCA和OPLS-DA两种统计分析方法显示,OPLS-DA统计分析方法建立的大豆产地溯源鉴别模型识别准确率更高,δ^(15)N、δ^(2)H、δ^(18)O和δ^(13)C在溯源模型中对产地识别的贡献度VIP值分别为1.069,1.045,1.035,0.834。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H产地溯源OPLS-DA模型可鉴别美国、加拿大、巴西和阿根廷四个国家生产的大豆样品,在此基础上构建美国与其他3个国家的两两产地识别模型,可准确鉴别美国产大豆,识别准确率为100%。该研究方法和所构建的模型可应用于美国、巴西、阿根廷和加拿大产大豆的产地溯源。     

基于稳定碳同位素技术的痕量动物油和植物油的区分检验研究

本文以鸡油和猪油为例,旨在运用稳定碳同位素技术建立区分痕量动物油与植物油的区分检验方法。先在实验室内制备猪油和鸡油样品,然后运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)和元素分析-同位素比值质谱仪(EA-IRMS)对猪油和鸡油的脂肪酸组成与其全油和脂肪酸的稳定碳同位素比值进行了研究。结果显示:鸡油的δ13C值处于-21.58‰至-18.30‰(脂肪酸:-21.58‰~-18.30‰;全油:-19.82‰~-19.30‰)的区间;猪油的δ13C值处于-22.16‰至-16.15‰(脂肪酸:-22.16‰~-16.15‰;全油:-18.70‰~-16.83‰)的区间;鸡油和猪油的δ13C值与大多数植物油的δ13C值存在显著差异。因此,基于动物油与植物油在δ13C值方面存在的显著差异性,建立区分痕量动物油和植物油的高灵敏的检验方法。     

牛组织中稳定性同位素碳、氮随饲料变化的研究

研究了饲料组成不同时,牛不同组织中δ13C和δ15N值的变化规律.将9头12～14月龄的青年牛随机分为3组,分别饲喂C4植物含量为100%、50%、0%的饲料,132 d后屠宰.利用同位素比率质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值.结果表明,饲喂同种饲料的牛个体间碳、氮同位素组成随着时间的延长差异减小;牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值呈极显著相关性(P＜0.01),并均与C4植物含量呈极显著的相关性(P＜0.01);牛组织中的δ15N值并未随饲料呈现规律性变化.用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C4植物所占的比例,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪均可作为牛肉溯源的材料.     

大气δ~13C红外光谱分析系统及标定方法评估EI北大核心CSCD

利用外标法对大气CO_2及其δ~13C进行标定,并对3种不同的δ~13C(CO_2)标定方法进行比对评估,结果表明:FTIR和G2201i(WS-CRDS)在观测大气CO_2时均表现出较好的精度及线性相关性,而在观测δ~13C时,Allan方差结果显示相较于G2201i,FTIR具有更好的稳定性;经标气标定后CO_2观测结果准确度大大提高,待测目标气CO_2浓度误差不超过±0.05×10^(-6),FTIR和G2201i标定结果之间无显著差异(不超过±0.05×10-6);由两套系统直接测得的δ~13C值存在较大误差,经标定后其结果误差显著减小,FTIR由3种标定方法计算的结果误差均在±0.1‰以内,3种标定方法无显著差异;G2201i由第2种和第3种标定方法计算的结果误差也在±0.1‰以内,而第1种标定方法计算的结果误差则在±(0.1~0.2)‰之间。     

元素分析-碳同位素比值质谱法在纯正葡萄汁掺假鉴别中的应用

采用元素分析-同位素比值质谱法(EA-IRMS)对纯正葡萄汁掺假情况进行研究。通过测定152个不同产区纯正葡萄汁的碳同位素比值(δ~(13)C值),初步建立了纯正葡萄汁的同位素数据库。检测结果表明,纯正葡萄汁中糖的δ~(13)C值(δ~(13)CS)范围为-26.92‰~-24.16‰,而有机酸的δ~(13)C值(δ~(13)CO)范围为-27.56‰~-24.99‰。根据上述两个参数,提出了纯正葡萄汁应满足的δ~(13)C值要求:有机酸和糖的差值(Δδ~(13)C_(O-S))在-1.63‰~0.72‰范围内。采用该法对85个市售葡萄汁进行检测,检出31个掺入碳-4植物糖和有机酸的阳性样品。糖浆添加实验的结果表明,该方法可以检测8%以上碳-4植物糖的掺假,能有效鉴别葡萄汁的掺假,在葡萄汁的品质保证方面有很大的实际应用潜力。     

RGO/C3N4复合材料的制备及可见光催化性能

通过半封闭一步热裂解法和改进的Hummers法分别制备了类石墨氮化碳(C₃N₄)和氧化石墨烯(GO),再利用光还原方法制得还原氧化石墨烯/氮化碳(RGO/C₃N₄)复合材料。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS),光致荧光(PL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试技术对复合材料进行表征。以罗丹明B(RhB)为探针分子在可见光下考察RGO/C₃N₄复合材料的光催化活性,结果表明：RGO的引入显著提高了C₃N₄的光催化活性,且6.0%RGO/C₃N₄复合物的光催化活性最高,可能的原因是RGO具有优良的传导和接受电子性能,抑制了C₃N₄光生电子-空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

气相色谱-燃烧-同位素比值质谱法分析氨基酸氮稳定同位素并初步评估水生生物体营养级

氨基酸稳定氮同位素(δ15 N)分析能准确有效地评估生物体的营养级以及氮在食物链中的流动.本研究优化了氨基酸氮同位素的分析方法:样品在酸性条件下水解后,释放出的蛋白质氨基酸经阳离子交换树脂纯化后,衍生为对应的N-新戊酞基,O-异丙醇(N-pivaloyl-isopropyl,NPP)酯,利用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱仪(Gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry,GC-C-IRMS)测定其δ15 N.经非极性气相色谱柱DB-5ms分离后,13种氨基酸NPP酯衍生物均可得到良好的基线分离.在样品量不低于20 ng N条件下,GC-C-IRMS方法的精密度优于1‰,测得的δ15 N值与EA-IRMS法测得的δ15 N值没有明显差异.阳离子树脂纯化前后各氨基酸δ15 N值差异低于1‰,表明没有产生明显的同位素分馏.采用本方法成功地估算了阿哈湖生态系统中常见水生生物的营养级,可作为研究氨基酸代谢以及生态系统特征的新方法.     

液相色谱-串联质谱法快速同时测定婴幼儿配方乳粉中氯霉素、三聚氰胺、甲硝唑和洛硝达唑

建立了婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺、氯霉素、甲硝唑和洛硝达唑残留的高效液相色谱-串联四极杆质谱联用测定方法.样品经碱性乙腈提取,以MGⅢ-C18色谱柱(150 mm× 2.1 mm,5 μm)分离,流动相为60 mmol/L乙酸铵溶液(含0.4‰甲酸)和甲醇,梯度洗脱,流速为0.25 mL/min.采用多反应监测正离子或负离子模式,可以同时对婴幼儿配方乳粉中的三聚氰胺、氯霉素、甲硝唑和洛硝达唑进行快速定性和定量测定.在优化条件下,4种化合物检出限为0.3 ～ 50.0μg/kg,方法回收率为61.4％ ～ 96.2％,相对标准偏差(RSD)为1.8％ ～9.8％.采用本方法测定了多种市售婴幼儿配方奶粉.本方法操作简单、测定结果准确,可用于婴幼儿配方奶粉中三聚氰胺、氯霉素、甲硝唑和洛硝达唑残留的同时快速测定.     

液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法鉴定蜂蜜掺假

采用液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法(LC/EA-IRMS)对国内蜂蜜掺假情况进行了研究。基于测定得到的38个纯正蜂蜜样品的碳同位素δ13C值数据,提出了纯正蜂蜜样品的δ13C值要求: 蛋白质和蜂蜜的δ13C差值(Δδ13CP-H)≥~0.95‰,果糖和葡萄糖的δ13C差值(Δδ13CF-G)在~0.64‰至0.53‰范围内,各个组分间的δ13C最大差值(Δδ13Cmax)＜2.09‰。对150个日常检测样品、蜂农和蜂蜜供应商的蜂蜜样品分别采用本文建立的LC/EA-IRMS和国家标准方法(EA-IRMS)进行鉴定,LC/EA-IRMS方法检出58个掺有C3或C4植物糖浆的阳性样品,而EA-IRMS方法仅检出7个掺有C4植物糖浆的阳性样品,可见新方法大大提高了对蜂蜜掺假的鉴别能力。     

反硝化细菌法结合痕量气体分析仪/同位素比质谱仪分析水体硝酸盐氮同位素组成

建立了反硝化细菌法结合疫量气体分析仪(TraceGas)/同位素比质谱仪分析水体硝酸盐氮同位素组成的方法.对反硝化细菌生长、培养条件和方法的精密度及稳定性进行了分析,并利用标准样品USGS34研究了样品反硝化孵育时间、TraceGas捕集N2O气体时间对δ15N测定的影响.结果表明:恰当的氧气量才能培养出有效的反硝化细菌;本方法精密度及稳定性较好,同一制备时间内硝酸盐δ15N的SD在0.09‰～0.14‰之间,6个月内SD为0.12‰;样品反硝化孵育3～24 h可以得到稳定的δ15N; TraceGas捕集时间为500 s时得到的δ15N校正值与真实值最接近.应用本方法对养殖场污水和灌溉井水的硝酸盐δ15N进行了测定.     

Gd0.2Ce0.8O2包覆LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极制备及性能

应用丝网印刷和共烧结制备LaNi0.6Fe0.4O3-δ/Sc0.1Zr0.9O1.95/LaNi0.6Fe0.4O3-δ对称电池.以硝酸铈和硝酸钆为原料,柠檬酸作燃料,燃烧合成Gd0.2Ce0.8O2(GDC)包覆的LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)阴极.实验表明,在750oC工作温度下,纯LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极的极化电阻为0.70Ω.cm2,而21.3%(by mass,下同,如无特殊标注均为质量分数)GDC包覆的LNF-GDC复合阴极的极化电阻最小(0.13Ω.cm2),活化能最低(136.80 kJ.mol-1),故其阴极性能最佳.GDC的包覆加速了气体/阴极/电解质三相界面反应区的扩散过程,降低了阴极极化电阻.     

LC-MS/MS内标法测定水产品中三聚氰胺残留量

建立了高效液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-MS/MS)测定水产品中残留的三聚氰胺的方法.以13C,15N标记三聚氰胺为内标,样品经三氯乙酸溶液沉淀蛋白,提取目标分析物,经SCX-C18均匀混合填装的反相色谱柱分离,选择反应监测(SRM)正离子模式测定.LC-MS/MS的检测低限为10 μg/kg;在10.0～500 ng/mL时峰强度与质量浓度的线性关系良好(r>0.99).方法的平均回收率为78%～118%.     

稳定同位素碳、氮、硫、氢在鸡肉产地溯源中的应用研究

利用同位素比值质谱仪测定了来自北京、山东、湖南、广东4省9个不同地区鸡肉粗蛋白中的δ^13C、δ^15N、δ^34S、δ^2H值和相应各地饮水中的δ^180值。多元方差分析结果表明,δ^13C、δ^15N、δ^34S、δ^2H 4种稳定同位素在不同地区的鸡肉中均有显著差异（p〈0．05）;4参数同时对鸡肉产地的正确判别率达到了100％;各地饮水中的δ^18O值和鸡肉中的δ^2H值呈现显著正相关性（p〈0．01）。碳、氮同位素受饲料、气候等因素的影响,硫同位素依赖于地理位置和产地表面的地质特点。     

N和F共掺杂C3N4的制备及其可见光催化性能

针对氮化碳（C₃N₄）光生电荷易复合、光催化性能有限的不足,我们制备N和F共掺杂C₃N₄（NF-C₃N₄）,以提升其光催化性能。利用NH₄F在高温下原位分解产生的HF和NH₃,对C₃N₄刻蚀的同时实现N和F双元素共掺杂。以氯化铵（NH₄Cl）为对照,制备N掺杂C₃N₄（N-C₃N₄）。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、比表面积测试和电化学表征手段研究N、F共掺杂对C₃N₄形貌、成分、结构和物化性质等的影响规律。相比于C₃N₄和N-C₃N₄,NF-C₃N₄呈多孔状,比表面积增大,光生电荷的生成、分离和转移均被促进,NF-C₃N₄光催化还原Cr （Ⅵ）的速率是C₃N₄的2.6倍、N-C₃N₄的1.7倍。进一步考察了不同前驱体（尿素、双氰胺和三聚氰胺）对制备C₃N₄的影响,发现以尿素为前驱体的C₃N₄与NH₄F的质量比为3∶2时,NF-C₃N₄呈现最佳的光催化性能。催化剂用量、光照强度、空穴捕获剂浓度的增加和pH的降低均能提高Cr （Ⅵ）还原速率。在NF-C₃N₄浓度为0.1 g·L^-1、pH=3、c_EDTA-2Na=2 mmol·L^-1、40 min可见光照射后,Cr （Ⅵ）去除率达到90%。5次循环实验表明,优化制备的NF-C₃N₄光催化还原Cr （Ⅵ）的性能保持良好,具有较高的稳定性。     

大气δ~13C红外光谱分析系统及标定方法评估

利用外标法对大气CO_2及其δ~13C进行标定,并对3种不同的δ~13C(CO_2)标定方法进行比对评估,结果表明:FTIR和G2201i(WS-CRDS)在观测大气CO_2时均表现出较好的精度及线性相关性,而在观测δ~13C时,Allan方差结果显示相较于G2201i,FTIR具有更好的稳定性;经标气标定后CO_2观测结果准确度大大提高,待测目标气CO_2浓度误差不超过±0.05×10~(-6),FTIR和G2201i标定结果之间无显著差异(不超过±0.05×10-6);由两套系统直接测得的δ~13C值存在较大误差,经标定后其结果误差显著减小,FTIR由3种标定方法计算的结果误差均在±0.1‰以内,3种标定方法无显著差异;G2201i由第2种和第3种标定方法计算的结果误差也在±0.1‰以内,而第1种标定方法计算的结果误差则在±(0.1~0.2)‰之间。     

Al3+离子掺杂δ-MnO2的制备和电化学性能

采用水热法合成了不同比例Al³⁺离子掺杂的δ-MnO₂纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电(GCD)曲线等手段对材料的结构和电化学性能进行了表征.结果表明, Al³⁺离子进入δ-MnO₂的晶格替代部分Mn³⁺和Mn⁴⁺离子,使得δ-MnO₂电极的性能明显提升.当反应物中Al³⁺/Mn²⁺摩尔比为0.45时,所得样品(A0.45M)的性能最好;其在1 A/g电流密度下的比电容为207.61 F/g,是纯相δ-MnO₂(A0M)的2.4倍;其在10 A/g电流密度下循环10000次后的比电容为100.81 F/g,容量保持率为81.33%.