赛默飞同位素质谱仪是用于精确测定样品中同位素比率的高级分析仪器。这类仪器常用于地质学、环境科学、法医学、食品安全、考古学等领域,用于分析样品中的元素同位素比例,进而提供关于样品来源、年龄或其他特征的信息。
赛默飞同位素质谱仪主要功能和应用
同位素质谱仪通过测量样品中各同位素的相对丰度,精确分析元素的同位素比率。常见的分析对象包括碳、氮、氧、氢、硫等元素的同位素比。
1.碳同位素分析(13C/12C):常用于环境科学、植物学、动物学等领域,分析植物和动物的来源及其碳代谢路径。应用例如:食品溯源、气候变化研究、环境污染分析等。
2.氮同位素分析(15N/14N):用于分析氮循环、生态学研究、土壤与植物的营养来源等。应用包括农业研究、生态环境研究等。
3.氧同位素分析(18O/16O):用于水文气候研究、气候变化研究、考古学(如考古标本的年代测定)等。可以帮助理解气候变化对水循环的影响。
4.硫同位素分析(34S/32S):用于研究硫循环,分析硫来源及其生态和环境变化。
5.氢同位素分析(2H/1H):用于水的来源分析、气候变化及生物代谢研究。
同位素质谱仪的工作原理基于质谱分析技术。其基本步骤如下:
1.样品准备:样品中需要被分析的元素首先会被转化为气体或离子形式,通常是通过燃烧、还原、气化等手段来进行样品处理。
2.离子化:样品被导入质谱仪的离子源,并在高能量下被离子化,即将样品的分子转化为带电粒子(离子)。
3.质谱分析:这些带电粒子在磁场的作用下被分离,按其质量/电荷比(m/z)进行分析。不同同位素由于质量的微小差异,能够被分辨出来。
4.同位素比率计算:质谱仪测定同位素的相对丰度,通常以比值(如 13C/12C、15N/14N等)表示。通过计算比值,分析样品的同位素组成。
