六六六异构体稳定碳同位素组成分析

采用GC-C-IRMS、EA-IRMS和Dual-inlet IRMS 3种稳定同位素比值质谱仪分别对六六六的α、β和γ3种异构体的稳定碳同位素组成进行了分析。对比3种分析系统测定的碳同位素组成数据表明GC-C-IRMS系统能够准确和精确地测定六六六碳同位素组成。应用GC-C-IRMS技术分析了水样品中α-和γ-六六六的碳同位素组成,结果表明六六六在溶解、稀释、萃取、挥发等过程碳同位素组成没有分馏现象。采用GC-C-IRMS技术分析环境样品中持久性有机氯农药稳定碳同位素组成可能得到广泛应用。     

鲍鱼中碳、氮同位素的分析

采用真空干燥法对鲍鱼样品进行预处理,通过稳定同位素比率质谱仪测定鲍鱼中碳、氮同位素的含量,测得的平均比率分别为–16.74‰,7.60‰,其相对标准偏差分别为0.02%,0.05%(n=7),表明方法的精密度良好。分析结果得知碳同位素含量主要与其所食用的食物种类有关,而氮的同位素含量不但与食物源和新陈代谢有关,也受气候、环境等方面的影响。     

中国一些地区温泉中天然气的地球化学特征及碳、氦同位素组成

中国一些地区温泉气的主要组分是CO_2或N_2,烷烃气含量低或无,同时含极微量的氦。温泉气的δ~(13)C_1主频率峰在-20‰至-22‰,说明温泉气的甲烷主要是无机成因的。温泉气的δ~(13)C_(CO_2)主频率峰在-4‰至-8‰,反映温泉气的CO_2也主要是无机成因的。δ~(13)C_(CO_2)值与CO_2含量正相关,其回归方程为δ~(13)C_(CO_2)(‰)≈0.966lgCO_2-6.354,δ~(13)C_(CO_2)值与N_2含量负相关,其回归方程为δ~(13)C_(CO_2)(‰)≈-3.193-0.109 N_2。根据氦同位素组成特点,可划分出幔源温泉气和壳源温泉气,前者R/R_a>1,后者R/R_a<1。     

鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水关系的研究

通过稳定同位素质谱技术分析了鸡肉中的稳定同位素1δ3C和2δH值、饲料中的1δ3C值,及饮水中的1δ8O值,研究鸡肉中稳定同位素组成与肉鸡的饲料和饮水的关系,从而为动物产品的溯源技术奠定基础。分别从不同地区采集鸡肉、饲料及饮水样品,测定其1δ3C、2δH及1δ8O值。结果表明:鸡肉和饲料中的1δ3C值呈极显著的正相关(相关系数达0.782,P<0.01),鸡肉中的2δH值和饮水中的1δ8O值呈高度正相关(相关系数达0.816,P<0.01)。说明可以根据鸡肉中的1δ3C、2δH值推断肉鸡的饲料和产地。     

牛奶中碳、氮、氢和氧稳定同位素比的测定及其在产地溯源分析中的应用

应用元素分析-同位素质谱仪(EA-IRMS)和多用途气体制备-连续流稳定同位素质谱仪(GasBench-IRMS)分别测定了来自国内外7个不同国家(澳大利亚、新西兰、西班牙、德国、奥地利、意大利和中国)的83件牛奶样品中碳、氮、氢、氧的稳定同位素比值(δ13 C、δ15 N、δ2 H和δ18 O)。对所测得的数据用SPSS 20.0软件分别进行了方差分析、聚类分析以及牛奶产地的判别分析。从所得结果可见,上述4项稳定同位素比值中的每一项都可获得相关牛奶样品产地来源的若干信息,但还不足以作为相关牛奶样品的溯源地判别的充分依据。而将测试结果进行组合后,对δ13 C、δ15 N和δ2 H三项指标组合交叉检验整体判别正确率达到84.3%,据此采用3项组合指标对牛奶产地进行判别分析,并在此项组合指标的基础上建立了产自7个国家的牛奶的判别模型。对自来这7个不同国家的牛奶盲样进行判别时,可将所测得样品中上述3项稳定同位素的δ值代入所建立的模型中,并比较各模型所得的Y值的大小,其中Y值最大的,即归属于此模型所代表的国家。     

气相色谱-稳定同位素质谱法测定溶解无机碳碳同位素

选用NaHCO3配制了浓度分别为0.24、1.19、2.38和4.76 mmol/L的溶解无机碳(D IC)溶液,经过1h、4h、8h和24h不同平衡时间,建立了一种分析D IC碳同位素的方法。不同浓度的D IC样品与其母质NaHCO3的1δ3C值之间的差值仅为(0.2~0.5)‰。通过对照组的实验结果和对空气CO2的碳同位素测试与研究,证明此方法可有效避免实验过程中大气等物质对样品的污染,确保实验结果的准确性。     

大气丙酮碳同位素组成测定方法的研究

利用气相色谱/燃烧/同位素比值质谱(GC/C/IRMS)分析技术,研究了具有不同碳同位素组成的丙酮与衍生剂2,4-二硝基苯肼(DNPH)的液相反应及其相应的气相反应实验过程中的碳同位素效应,探讨了以该方法测定大气丙酮碳同位素组成的可行性。研究结果表明,在衍生化过程中不会产生碳同位素分馏。本实验通过测定衍生剂DNPH与相应的衍生物的碳同位素值,大气中丙酮碳同位素组成通过质量平衡方程计算而求得。采用该方法对大气丙酮碳同位素组成的初步测定结果表明,具有相同排放源的大气丙酮碳同位素比值基本不变。本方法实验重现性好,测定精度高,可以用于分析大气丙酮的排放源研究。     

水体中痕量挥发性有机物单体碳同位素组成分析

将固相微萃取(SPME)技术与冷阱富集系统相结合,对水体中痕量挥发性有机物进行了单体碳同位素分析,方法检测限较常规SPME提高了一个数量级。在优化的条件下,对20 μg/L的三氯乙烯/四氯乙烯和10 μg/L的苯/甲苯水溶液进行了单体碳同位素分析,相比于纯溶剂(液相)碳同位素值,顶空(气相)同位素分析误差不超过0.5‰,而样本标准偏差为0.3‰。对某受四氯乙烯污染的北京地下水进行了同位素测定,近污染源点(B408)与远污染源点(B230)四氯乙烯的碳同位素值(δ13C)分别为 -37.8‰和-34.45‰     

激光剥蚀原位有机碳稳定同位素分析方法

自行研制了激光剥蚀取样与稳定同位素质谱联用接口,建立了以激光剥蚀微量取样的微区有机碳同位素分析方法。考察了捕集时间、样品量和激光能量等对同位素分馏的影响,采用3种标样验证了分析方法的准确性。结果表明,此装置可对固体样品进行高灵敏度的连续在线分析,样品用量仅10^-8 g,比传统的元素分析同位素质谱联用方法的样品用量降低了10⁴倍。本方法有效避免了激光剥蚀在取样、传输和离子化过程的多种分馏因素,获得了可重复的、高精度的测试结果。以¹³C标记的水稻为例,在叶尖获得了横截面的碳同位素分布差异信息。结合激光剥蚀技术原位取样的优势,此技术可用于考察固体样品微区高分辨的碳同位素分布,在环境、农林学、生态学领域具有良好的应用前景。     

生物体中氨基酸单体碳稳定同位素测试方法研究

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,是重要的生命物质,其单体碳同位素研究在生物地球化学、生态学、生物体代谢和环境科学等领域具有重要意义。该文优化了海参和海藻氨基酸提取和纯化流程,通过N-新戊酰基-O-异丙酯(NPP)方法衍生化后,分别用气相色谱-质谱(GC-MS)和气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)测试其浓度和碳同位素组成。结果显示,15种氨基酸单体的分离效果较好,回收率为46.4%～96.3%,各氨基酸在1.0～16.0μmol/L范围内线性关系良好(r²为0.987～0.999)。15种氨基酸单体衍生物δ¹³C值的标准偏差均小于0.30‰(n=10),在0.6～2.0 mmol/L浓度范围内δ¹³C的平均误差为±0.24‰,方法检出限为0.6 nmol。海参和海藻样品各氨基酸单体δ¹³C值的范围分别为-31.10‰～-8.58‰和-30.53‰～-13.76‰,标准偏差均在0.33‰以内,可满足生物体氨基酸单体碳同位素的测试精度需求。     

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。     

中国生物气中烷烃组分的碳同位素特征及其鉴别标志

我国生物气中烷烃气的碳同位素组成特征是:随生物气中烷烃气分子的碳原子数的增加,δ~(13)C值分布区间,主频率段分布范围均随之缩小,δ~(13)C最轻的和最重的界限值也随之变重;生物气中乙烷的碳同位素和丙烷的碳同位素之间呈线性正相关关系;δ~(13)C_1,δ~(13)C_2和δ~(13)C_3值随重烃气(C_(2+3))含量的增加有变重趋势。文中首次研究了我国生物气的δ~(13)C_1-C_(2+3)(％),δ~(13)C_2-C_(2+3)(％)和δ~(13)C_2-δ~(13)C_3的关系及其相关性回归方程,并指出,δ~(13)C_1<—55‰和C_(2+3)<0.5％是鉴别我国生物气的良好指标,δ~(13)C_2-δ~(13)C_3<-10‰可作为鉴别生物气的一项新指标。     

元素分析仪-稳定同位素比值质谱仪测定胶乳总固形物碳含量及其稳定碳同位素

应用元素分析仪和稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS)联用技术测定了胶乳总固形物碳含量及其碳同位素比值δ~(13)C。将所采集的新鲜胶乳预先制成胶片,称取(0.500±0.100)mg样品,按EA仪器工作条件对其碳含量进行测定。分别用碳元素基准物质(尿素、天门冬氨酸、葡萄糖、蔗糖),在EA工作条件下测其碳元素,以碳质量为横坐标,CO_2峰面积为纵坐标制得标准曲线,结果表明其线性关系良好。对EA-IRMS系统作了稳定性和线性试验,前者达到小于0.1‰的要求,后者则满足同类仪器小于0.06‰·V~(-1)的要求。此外,还对Craig校正所得样品及3种CRMs的初始校正值作进一步校准的3种校准方法作了比较,结果表明:3种方法中回归法准确度最好,适用于不同性质、不同碳同位素组成的样品;而截距法只能用于碳同位素组成与参考气相近的样品的测量数据的校准;原始回归法则不能有效地消除测定过程中~(17)O的影响和样品燃烧过程中可能存在的同位素分馏的影响而不能用于结果校准。测得胶乳样品的总固形物碳质量分数为81.83%,δ~(13)C_(s-PDB)~M(PDB为国际标准拟箭石化石)为-26.70‰(回归法校准值)。     

北太平洋铁锰结核中Fe,Mn的含量、来源及其与沉积环境的关系

通过对太平洋北部(7—13°N,178—165°W)6×10~5km~2海域26个站位65个结核样品的化学资料,结合结核相对应的沉积物、间隙水及地质、生物(细菌)资料对比研究表明:(1) 结核类型不同,结核中Fe,Mn的含量及分布规律明显不同,但都随着结核的粒径增加而减少;(2) 不同类型的结核,Fe的来源基本相同,主要来自上覆水的缓慢沉积;(3) 结核中Mn主要来自间隙水中Mn~(2+)的扩散。这种扩散的Mn~(2+),主要来自沉积物中Mn~(4+)的还原(在细菌媒介下)。因为细菌受环境制约,随着沉积环境不同而有差异,从而导致形成的结核类型不同。     

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。     

中国煤的硫同位素组成特征及燃煤过程硫同位素分馏

对中国15省区煤的硫同位素组成和硫含量测定表明,中国北方煤以相对高的δ~(34)S值和低的含硫量为特征,而南方煤则以相对低的δ~(34)S值和高的含硫量为特征。工业和民用炉燃煤结果,释放出的二氧化硫总是比原煤相对富集轻硫同位素;而释放出的颗粒物总是比原煤相对富集重硫同位素,本文还讨论了上述结果的环境地球化学意义。     

碳稳定同位素比质谱法对中东原油的鉴别

采用气相色谱/稳定同位素比质谱法(GC/IRMS)对具有相似化学特征的科威特、阿联酋、沙特以及伊拉克产的原油中正构烷烃(n-C10～n-C24)的碳稳定同位素比δ(13C/12C)进行了分析,通过原油单体烃分布趋势对比、主成分归类、同位素比值与诊断比例(Diagnostic ratio,DR)联用等方法对4种原油进行了鉴别。结果表明,沙特与伊拉克所产原油、科威特与阿联酋所产原油的单体烃分布趋势相似,且主成分相近,采用同位素比值与诊断比例联用法成功地对它们进行溯源。结果表明,沙特与伊拉克所产原油的δ(13C/12C)值以及DR(n-C17/pristane(Pr)、n-C18/phytane(Ph)、Pr/Ph)相近,说明它们具有相同的母质类型及沉积环境,属于同一种原油;科威特与阿联酋所产原油的δ(13C/12C)值相似,而DR明显不同,表明其母质类型及成熟度不同,属于不同种原油。本研究所采用的分析技术也适用于其它原油的溯源研究。     

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.