在對(duì)CO₂的質(zhì)譜測(cè)量中，考慮到同是質(zhì)荷比45的［¹²C¹⁶O¹⁷O］+對(duì)［¹³C¹⁶O¹⁶O］⁺離子峰測(cè)定的影響，通過(guò)計(jì)算可進(jìn)行¹⁷O對(duì)質(zhì)荷比45峰貢獻(xiàn)的校正。

（5）注意事項(xiàng)

①土壤是一種既含有機(jī)物質(zhì)，又含多種礦物質(zhì)的混合體。從理論上講，能與磷酸反應(yīng)生成二氧化碳的僅是其中的碳酸鹽。因此，在選擇土壤樣品用量時(shí)，需按所含碳酸鹽的量折算成稱(chēng)取的土壤樣品量。

②-般要求用100%的磷酸進(jìn)行碳酸鹽樣品的分析。磷酸濃度愈高，抽真空的時(shí)間縮短，能獲得較好的真空。含水量不同的磷酸對(duì)析出二氧化碳中氧同位素比值影響較大。

③不同碳酸鹽礦物與磷酸完全反應(yīng)的時(shí)間和反應(yīng)溫度很不一樣。土壤中的碳酸鹽以方解石為主，易于磷酸完全反應(yīng)，在25 ^oC恒溫條件反應(yīng)時(shí)問(wèn)采用4h較為理想。

3、有機(jī)化合物的碳同位素質(zhì)譜分析

自然界中的碳元素，主要以有機(jī)形態(tài)存在著。近年來(lái)，有機(jī)化合物的碳同位索質(zhì)譜分析的應(yīng)用日趨廣泛。例如，在地球化學(xué)中用于研究石油、煤等有機(jī)燃料的成因;在環(huán)境科學(xué)中研究有機(jī)污染物的來(lái)源和演化途徑:以及生物和農(nóng)業(yè)中研究碳元素在生物圈、土壤圈和大氣圈中的循環(huán)，其中包括利用植物光合作用中的碳同位素分餾效應(yīng)的特征鑒別食品的天然性。因此有機(jī)化合物中碳穩(wěn)定同位素組成的質(zhì)譜分析有很重要的意義。

（1）方法提要

有機(jī)化合物中碳同位素質(zhì)譜分析，主要步驟為:①有機(jī)物的氧化分解(燃燒過(guò)程);②純化二氧化碳?xì)怏w，以除去干擾物;③進(jìn)行二氧化碳同位素的質(zhì)譜分析。

除了用燃燒氧化法外，也可用封管氧化法將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變成CO₂。封管氧化法具有簡(jiǎn)便快速的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于固體和不易揮發(fā)的有機(jī)液體。但由于瓶密封的程度決定著分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此一般實(shí)驗(yàn)室通常仍采用燃燒法分解氧化有機(jī)化合物。

（2）試劑

①液氮，一196^oC;

②冷液，-80^oC;由無(wú)水乙醇和液氮調(diào)拌而成。

（3）儀器與設(shè)備

有機(jī)碳燃燒和純化系統(tǒng)(圖48-13)，包有鐵芯的石英小舟，氣樣瓶;具雙路進(jìn)樣系統(tǒng)的同位素質(zhì)譜計(jì)。

（4）分析步驟

稱(chēng)取少量的有機(jī)化合物樣品置于包有鐵芯的石英小舟內(nèi)，將小舟推入燃燒系統(tǒng)中。抽真空后，緩緩地充進(jìn)一定最的高純(純度為99.999環(huán))氧氣。然后通過(guò)磁鐵將小舟引入石英燃燒管中，經(jīng)圓形電爐的加熱，使有機(jī)化合物樣品在≥875^oC下燃燒20 min。用液氮冷阱收集燃燒氧化析出的二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)抽去氧氣，關(guān)閉活塞，讓收集二氧化碳的液氮冷阱及純化系統(tǒng)與然燒系統(tǒng)斷開(kāi)，化凍收集樣品的冷阱管，使二氧化碳?xì)怏w樣品經(jīng)-80℃冷液阱純化后收集在氣樣瓶中，待質(zhì)譜分析。

將二氧化碳?xì)怏w樣品送入質(zhì)譜計(jì)中，進(jìn)行雙樣比較測(cè)是。最后根據(jù)工作標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值計(jì)算出樣品相對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(PDB)的δ¹³C值。

（5）注意事項(xiàng)

①為了保證有機(jī)化合物樣品在燃燒管中燃燒氧化完全，縮短然燒時(shí)間，除了充入足量的氧氣外，還必須在燃燒管中添加加速氧化作用的充填劑，氧化銅是最常用的氧化劑，在溫度高于700^oC時(shí)會(huì)分解析出氧氣;在950^o C的高溫時(shí)，氧化銅會(huì)熔聯(lián)結(jié)塊，減少接觸表面，降低氧化活性。鉑、鈀等金屬是常用的催化劑。

②在有機(jī)物燃燒過(guò)程中，充入的氣體是軟氣，它的純度十分重要。當(dāng)使用純度不高的氧氣時(shí)，需要采取凈化步驟，并進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。

4、水樣品的氧同位素質(zhì)譜分析

（1）方法提要

二氧化碳一水平衡法是測(cè)定水的氧同位素分析方法中最簡(jiǎn)便可靠的方法。用少量的CO₂與過(guò)量的水進(jìn)行平衡交換反應(yīng)，其反應(yīng)如下式所示:

C¹⁶O¹⁵0(氣)+H₂¹⁸0(液) ⇔C¹⁶0¹⁸0（氣)+H₂¹⁶0(液)

在一密閉平衡器中加入水和二氧化碳?xì)怏w，在一定溫度的恒溫條件下使兩者達(dá)到氧同位素交換平衡后，兩者¹⁸0/¹⁶0的比值為一定值。利用與水平衡的二氧化碳中的¹⁸0/¹⁶0值可以確定水的氧同位素組成。

（2）試劑

①液氮，一196℃;

②冷液，-80℃:由無(wú)水乙醇和液氮調(diào)拌而成。

（3）儀器與設(shè)備

二氧化碳一水平衡法的實(shí)驗(yàn)裝置(圖48-14);平衡器;恒溫水槽;氣樣瓶。具雙路進(jìn)樣系統(tǒng)的同位素質(zhì)譜計(jì)。

（4）介析步驟

①在平衡器內(nèi)放入一定量的水樣〔約2mL～5mL)。將平衡器接在真空線(xiàn)上，打開(kāi)所有平衡器活塞，用毛細(xì)管抽氣法抽氣約5 mia,使平衡器內(nèi)真空度達(dá)到10 Pa左右,關(guān)上平衡器活塞。

②將純化的二氧化碳?xì)怏w充入平衡器中，調(diào)節(jié)好壓力，約在4×10⁴Pa--7×10⁴Pa。同時(shí)收集一份原始二氧化碳樣品以作比較。

③將充好二氧化碳和水的平衡器自真空系統(tǒng)上取下，置于18 ^oC恒溫水槽中振蕩。如果振蕩領(lǐng)率每秒大于4周，則平衡時(shí)間為4 h。

④從恒溫水槽中取出平衡器，并接到真空系統(tǒng)上。侍管線(xiàn)抽真空后，打開(kāi)平衡器活塞，放出二氧化碳，經(jīng)-80^oC冷液阱除去水份，用液氮收集在氣樣管中，供質(zhì)譜分析。

⑤按分析方法，進(jìn)行雙樣比較精密質(zhì)譜測(cè)定，得到二氧化碳?xì)怏w中的¹⁸0/¹⁶0比和經(jīng)水平衡后二氧化碳?xì)怏w樣品中的¹⁸0/¹⁶0比。

參考資料：土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法