稳定同位素

稳定同位素比值质谱仪（IRMS）是一种用于地球科学、生物学、林学、农学、食品学、环境科学技术及资源科学技术领域的分析仪器，可以分析土壤、沉积物、植物、动物、水样、气体等物质中的C、N、H、O、S等多种元素的稳定同位素比值。基于IRMS的原理，在实际测试中需要配备不同的前处理系统和进样系统，将不同介质的样品（固体、液体和气体）转化为IRMS能做测量的高纯气体（H2、CO2、N2、N2O和SO2等）并导入IRMS进行同位素测量分析。具体介绍如下：

1、气体样品同位素分析

对于CO2、N2O、CH4或其混合气体开展C、O、N同位素分析，首先将样品收集在顶空瓶或者TraceGas专用取样瓶内，然后使用Trace-Gas气体样品浓缩系统与Isoprime-100型连续流稳定同位素质谱仪分析δ13C、δ15N、δ18O同位素。

2、液体样品H、N、O同位素分析

水体中硝酸盐的N、O同位素的测定需要利用特异性的反硝化细菌将硝态氮转化为气体N2O，然后进入同位素质谱仪完成N、O同位素的测定。目前，随着水土的流失将土壤中的氮肥及其它的含氮有机物带入进江河湖海，通过测试δ15N值可以作为水域环境污染程度指标。

水体中H、O同位素采用高温裂解或铬法来获得纯H2和CO，之后通过同位素质谱仪进行同位素的测定。铬法的优点是：反应快速、完全、同位素分馏小、测量重现性好。

3、固体样品C、N、S、O、H同位素分析

大多数固体样品（土壤、沉积物、动植物组织等）通过元素分析仪连接到IRMS，可以实现一个样品中C、N、S的同时分析。而食品样品中的C、N、H同位素测定采用GC与Isoprime-100联用进行分析。比如可以利用碳同位素技术区别甜菜糖和蔗糖或是区别天然香料和合成香料等。另一些含硫矿物样品，可在真空系统和高温条件下把硫酸盐和硫化物转化为纯净的SO2气体，通入IRMS分析测量，测定其34S与32S的比值。

测试项目:

所用仪器及配件:

Isoprime 100（Elementar Ltd.）气体稳定同位素比值质谱；

MAT253（ThermoFisher Scientific）稳定同位素比质谱仪；

元素分析仪（Flash EA 1112 HT） 和气体预浓缩系统（PreCon）等

Isoprime 100气体稳定同位素比值质谱

PreCon气体预浓缩装置

所用标准物质：

IAEA-N1、IAEA-N3、IAEA-S-1、IAEA-600和IAEA-602等

依据标准：

GB/T 37847-2019同位素组成质谱分析方法通则