（5）強(qiáng)峰拖尾影響

強(qiáng)離子流的質(zhì)譜蜂的兩測呈彌散展開，綿延至鄰近的質(zhì)譜峰上，此種現(xiàn)象稱強(qiáng)峰拖尾。強(qiáng)峰拖尾會造成對相鄰弱峰的疊加，這對低豐度樣品的準(zhǔn)確測定是不利的。必要時(shí)需進(jìn)行“拖尾校正”。

同位素質(zhì)譜分析的誤差來源還有很多，但與質(zhì)譜儀器和分析方法有關(guān)的系統(tǒng)誤差是主要的，而且它對分析結(jié)果的影響比較固定，并具有單向性?？朔k法是制訂最佳分析測定條件和利用標(biāo)準(zhǔn)樣品對質(zhì)譜儀器作調(diào)整和校準(zhǔn)。

三、氮同位素質(zhì)譜分析法

氮有七個(gè)同位素，質(zhì)量數(shù)自12到18。除¹⁴N和¹⁵N為穩(wěn)定性同位素外，其余都是放射性同位素，它們的半衰期均很短。只有¹³N的半衰期略長，為10.05min，在化學(xué)和生物學(xué)的研究中它曾作為一種示蹤物質(zhì)被應(yīng)用。然而，對絕大多數(shù)的氮素示蹤研究來說，穩(wěn)定性¹⁵N就成為唯一實(shí)用的示蹤物質(zhì)。

自然界中¹⁵N的自然豐度為0.366原子%。富集¹⁵N示蹤物質(zhì)是通過同位素交換法將¹⁵N富集，使¹⁵N的豐度高于自然豐度。在農(nóng)學(xué)和生物學(xué)的氮家示蹤試驗(yàn)中，一般采用豐度為5原子%～10原子%的¹⁵N示蹤劑。貧化¹⁵N物質(zhì)，其¹⁵N豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于自然豐度，含¹⁵N只有0.0005原子%。用貧化¹⁵N物質(zhì)作示蹤劑，僅相當(dāng)于0.72原子%的富集¹⁵N物質(zhì)，其價(jià)格是富集¹⁵N示蹤劑的1/6。雖然，自然界中氮同位素分餾現(xiàn)象比碳、氧和硫發(fā)現(xiàn)得晚些，但氮同位素自然豐度變異在生物圈氮循環(huán)的研究和環(huán)境科學(xué)研究上的應(yīng)用已日益受到重視。

不論對示蹤試驗(yàn)樣品或自然豐度樣品，測定其穩(wěn)定性同位素組成時(shí)都應(yīng)將樣品中的元素氮轉(zhuǎn)化成N₂。

1、引言

隨著核物理學(xué)的進(jìn)展，穩(wěn)定性同位素¹⁵N的測定方法也有了很大的發(fā)展，其中包括紅外光譜法、核磁共振波譜法、發(fā)射光譜法及質(zhì)譜法。質(zhì)譜法和光譜法是目前¹⁵N示蹤研究中最常用的分析方法。

最初，¹⁵N光譜測定法是由于與質(zhì)譜法相比，不需要昂貴的儀器設(shè)備，不受CO₂和NO等雜質(zhì)干擾，而且所用的光譜儀器操作簡便，維護(hù)管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。¹⁵N發(fā)射光譜法的主要特點(diǎn)在于它的靈敏度高，即只需要很少量的樣品量，一般在5μg～10μg左右的氮。然而，它與質(zhì)譜法相比，準(zhǔn)確度較低，因此其應(yīng)用還不十分普遍。

¹⁵N質(zhì)譜測定法，其優(yōu)點(diǎn)是精密、穩(wěn)定，一直為許多示蹤研究工作者所青睞.但與¹⁵N光譜測定法相比，質(zhì)譜法靈敏度較低，步驟繁瑣，過程冗長，還需要價(jià)格昂貴的質(zhì)譜計(jì)。采用質(zhì)譜法分析¹⁵N，必須將復(fù)雜的有機(jī)氮化合物轉(zhuǎn)變成簡單的化合物。對氮來說，最適合的形態(tài)是N₂。因此，¹⁵N質(zhì)譜分析法是以將生物樣品中的氮素轉(zhuǎn)化為¹⁵N₂為基礎(chǔ)的。

將樣品中的氮化合物直接轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾姆椒ㄊ嵌篷R(Dumas )法，也稱干燃燒法。在真空條件下，樣品和氧化銅(以Cr₂0₃作催化劑)一起燃燒，將有機(jī)和無機(jī)氮化合物氧化成N₂，其中NO和N₂O通過銅還原成N₂。日前一些碳、氮和¹³C、¹⁵N同時(shí)分析儀器都是采用杜馬法原理設(shè)計(jì)的。而將標(biāo)記氮化合物轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾淖畛Ｓ玫姆椒ㄊ橇卸夭疇柛裉岢龅臐裱趸?。分析方法一般包?個(gè)步驟:將標(biāo)記¹⁵N的含氮化合物轉(zhuǎn)變成鉸;在高真空條件下將錢轉(zhuǎn)化成N₂;用質(zhì)譜計(jì)測定氮?dú)庵械?sup>14N和¹⁵N的比值。在¹⁵N示蹤試驗(yàn)中一般都采用這種方法。

2、樣品氮轉(zhuǎn)化成技鹽

將樣品中的氮化合物轉(zhuǎn)變成銨鹽的最常用的方法是凱氏法，在高溫下，樣品在硫酸中消化。為了提高消化能力、縮短消化時(shí)間，必須加入一些無機(jī)鹽類和催化劑。

在用凱氏法進(jìn)行樣品消化時(shí)，必須使含氮的有機(jī)化合物完全分解。如果消化不完全，消化液中會含有甲膠、乙胺和二乙胺之類的易揮發(fā)性含氮雜質(zhì)。在進(jìn)行質(zhì)譜分析時(shí)，這些雜質(zhì)將產(chǎn)生疊加峰，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，消化的完全程度取決于消化的溫度。很多研究工作者曾對消化時(shí)所采用的催化劑種類、催化劑用量和消化時(shí)間等方面進(jìn)行試驗(yàn)研究，現(xiàn)在普道采用的是布倫納推薦的K₂SO₄-Cu-Se催化劑的方法。以硫酸鉀、銅和硒的混合物(K ₂SO₄:CuSO₄·5H₂O:Se=100:10:1)作催化劑.用且按每MI.硫酸含0.33g此混合催化劑。所用消化時(shí)間，對土壤樣品，在消化液呈清亮后繼續(xù)加熱5h;對植株樣品，消化液達(dá)清亮后需2h，用這種方法消化土壤和植株等生物樣品，未發(fā)現(xiàn)有機(jī)雜質(zhì)對質(zhì)譜分析的干擾。

在強(qiáng)堿條件下，采用水蒸汽蒸餾的辦法將枝從消化液中分離出來，并接收在硼酸(或硫酸)溶液中，在水蒸氣蒸餾時(shí)，必須防止樣品間的交又污染。特別是在蒸餾不同同位素豐度的樣品時(shí)，交又污染的影響尤為嚴(yán)重。一般建議在樣品蒸餾的間隔中用蒸餾少量乙醇的辦法去除蒸餾器對鐵的吸持。

為了保證有足夠的N₂量供質(zhì)潛分析用，對單束測量的樣品餾出液含氮量一般要求在1mg左右。對雙樣比較溯量的樣品，由于進(jìn)樣系統(tǒng)采用的毛細(xì)管粘滯流進(jìn)樣方式，餾出液中的含氮量要求在2mg以上。如暫不進(jìn)行質(zhì)譜分析，餾出液必須用少雖的硫酸酸化，并置于60-80C中濃縮至干。

（1）試劑

①濃硫酸(H₂SO₄，p≈1.84g·mL^-1，分析純)；

②硫酸鉀-催化劑混合物:配制成一種100g硫酸鉀(H₂SO₄)、10g硫酸銅(CuSO₄·5H₂O)和1g硒(Se)粉的均勻混合物?；旌锨胺謩e將試劑磨細(xì)，混合后再放于研缽中將試劑結(jié)塊磨碎;

③硼酸一指示劑溶液:溶解20g純的硼酸（H₃B0₃)于約70mL熱水中，放冷后移至內(nèi)盛200mL乙醉和20mL混合指示劑溶液(0.33g溴甲酚綠和0.165g甲基紅溶于500mL乙醇中)的1L容量瓶中，混合后小心地滴加氮氧化鈉溶液[c(NaOH)=0.05mol·L^-1］，調(diào)至溶液呈紫紅色（pH約0.5），加水至刻度。用前充分混勻；

④氫氧化鈉溶液[c(NaOH)=10mol·L^-1):稱取400g氫氧化鈉(NaOH，分析純)溶于水，用水定容至1L;

⑤硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液[c (H₂S0₄)=0.005mol·L^-1］:量取0.3mL濃硫酸(H₂SO₄，p≈l.84g·mL^-1，分析純)稀釋至1L，用硼砂標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定其準(zhǔn)確度;

⑥硫酸溶液[c(H₂S0₄)=3mol·L^-1〕。

（2）儀器與設(shè)備

容積50mL的硬質(zhì)凱氏燒瓶;彎形小漏斗;半微量蒸汽蒸餾器;容積150mL的錐形瓶;六聯(lián)變溫消化電爐。沸水浴鍋。

（3）分析步驟

稱取一定量細(xì)磨過的土壤樣品，置于干燥的凱氏燒瓶底部，加入少量無離子水(約1mL～2 mL)濕潤土壤樣品后，加入1.65g催化劑混合物(試劑2)和5mL濃硫酸，搖勻，在開氏瓶口上加上一個(gè)彎形小漏斗，將凱氏瓶傾斜置于六聯(lián)變溫消化電爐上，用小火加熱，待瓶內(nèi)反應(yīng)緩和時(shí)(約20min～30min)。加強(qiáng)火力使消煮的土壤酸液保持微沸。消煮的很度以硫酸蒸氣在瓶頸上部1/3處冷凝回流為宜。待消煮液和土粒全部變灰自稍帶綠色后，再繼續(xù)微沸消煮5 h。消煮完畢，冷卻。待熱餾。在消煮土壤樣品的同時(shí)。應(yīng)做一份空白測定，除不加入土壤樣品外，其他操作步驟與測定土壤時(shí)相同。

參考資料：土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法