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同位素质谱合成(六)

发表于 2024-10-17 17:25:35 来源:饕餮之徒网

(5)强峰拖尾影响

强离子流的同位质谱蜂的两测呈弥散睁开,联缀至相近的素质质谱峰上,此种征兆称强峰拖尾。谱合强峰拖尾会造成对于相邻弱峰的同位叠加,这对于低品貌样品的素质精确测定是倒楣的。须要时需妨碍“拖尾校对于”。谱合

同位素质谱合成的同位误差源头尚有良多,但与质谱仪器以及合成方式无关的素质系统误差是主要的,而且它对于合乐成果的谱合影响比照牢靠,并具备单向性。同位克制方式是素质拟订最佳合成测定条件以及运用规范样品对于质谱仪器作调整以及校准。

三、谱合氮同位素质谱合成法

氮有七个同位素,同位品质数自12到18。素质除了14N以及15N为晃动性同位素外,谱合其余都是喷射性同位素,它们的半衰期均很短。惟独13N的半衰期略长,为10.05min,在化学以及生物学的钻研中它曾经作为一种示踪物资被运用。可是,对于绝大少数的氮素示踪钻研来说,晃动性15N就成为仅有适用的示踪物资。

人造界中15N的人造品貌为0.366原子%。富集15N示踪物资是经由同位素交流法将15N富集,使15N的品貌高于人造品貌。在农学以及生物学的氮家示踪试验中,平凡接管品貌为5原子%~10原子%的15N示踪剂。贫化15N物资,其15N品貌远远低于人造品貌,含15N惟独0.0005原子%。用贫化15N物资作示踪剂,仅至关于0.72原子%的富集15N物资,其价格是富集15N示踪剂的1/6。尽管,人造界中氮同位素分馏征兆比碳、氧以及硫发现患上晚些,但氮同位素人造品貌变异在生物圈氮循环的钻研以及情景迷信钻研上的运用已经日益受到重视。

不论对于示踪试验样品或者人造品貌样品,测定其晃动性同位素组成时都应将样品中的元素氮转化成N2

一、引言

随着核物理学的妨碍,晃动性同位素15N的测定方式也有了很大的发展,其中包罗红外光谱法、核磁共振波谱法、发射光谱法及质谱法。质谱法以及光谱法是当初15N示踪钻研中最罕用的合成方式。

最后,15N光谱测定法是因为与质谱法比照,不需要高尚的仪器配置装备部署,不受CO2以及NO等杂质干扰,而且所用的光谱仪器操作啰嗦,呵护打点用度高档短处。15N发射光谱法的主要特色在于它的灵便度高,即惟独要良大批的样品量,平凡在5μg~10μg左右的氮。可是,它与质谱法比照,精确度较低,因此其运用还不十分宽泛。

15N质谱测定法,其短处是详尽、晃动,不断为良多示踪钻研使命者所兴致.但与15N光谱测定法比照,质谱法灵便度较低,步骤啰嗦,历程冗杂,还需要价格高尚的质谱计。接管质谱法合成15N,必须将重大的有机氮化合物转变为重大的化合物。对于氮来说,最适应的形态是N2。因此,15N质谱合成法因此将生物样品中的氮素转化为15N2为根基的。

将样品中的氮化合物间接转变为氮气的方式是杜马(Dumas )法,也称干焚烧法。在真空条件下,样品以及氧化铜(以Cr203作催化剂)一起焚烧,将有机以及有机氮化合物氧化成N2,其中NO以及N2O经由铜复原成N2。日前一些碳、氮以及13C、15N同时合成仪器都是接管杜马法道理妄想的。而将符号氮化合物转变为氮气的最罕用的方式是列敦伯尔格提出的湿氧化法。合成方式平凡包罗3个步骤:将符号15N的含氮化合物转变为铰;在高真空条件下将钱转化成N2;用质谱计测定氮气中的14N以及15N的比值。在15N示踪试验中平凡都接管这种方式。

二、样品氮转化成技盐

将样品中的氮化合物转变为铵盐的最罕用的方式是凯氏法,在高温下,样品在硫酸中消化。为了普及消化能耐、延迟消化光阴,必须退出一些有机盐类以及催化剂。

在用凯氏法妨碍样品消化时,必须使含氮的有机化合物残缺分解。假如消化不残缺,消化液中会含有甲胶、乙胺以及二乙胺之类的易挥发性含氮杂质。在妨碍质谱合成时,这些杂质将产生叠加峰,影响合乐成果的精确性,消化的残缺水平取决于消化的温度。良多钻研使命者曾经对于消化时所接管的催化剂种类、催化剂用量以及消化光阴等方面妨碍试验钻研,如今普道接管的是布伦纳推荐的K2SO4-Cu-Se催化剂的方式。以硫酸钾、铜以及硒的搅浑物(K 2SO4:CuSO4·5H2O:Se=100:10:1)作催化剂.用且按每一MI.硫酸含0.33g此搅浑催化剂。所用消化光阴,对于土壤样品,在消化液呈清亮后不断加热5h;对于植株样品,消化液达清亮后需2h,用这种方式消化土壤以及植株等生物样品,未发现有机杂质对于质谱合成的干扰。

在强碱条件下,接管水蒸汽蒸馏的方式将枝从消化液中别离进去,并接管在硼酸(或者硫酸)溶液中,在水蒸气蒸馏时,必须防御样品间的交又传染。特意是在蒸馏区别同位素品貌的样品时,交又传染的影响尤为严正。平凡倡导在样品蒸馏的距离中用蒸馏大批乙醇的方式去除了蒸馏器对于铁的吸持。

为了保障有充实的N2量供质潜合成用,对于单束丈量的样品馏出液含氮量平凡要求在1mg左右。对于双样比照溯量的样品,因为进样系统接管的毛细管粘滞流进样方式,馏出液中的含氮量要求在2mg以上。如暂不断止质谱合成,馏出液必须用少虽的硫酸酸化,并置于60-80C中稀释至干。

(1)试剂

①浓硫酸(H2SO4,p≈1.84g·mL-1,合成纯);

②硫酸钾-催化剂搅浑物:配制成一种100g硫酸钾(H2SO4)、10g硫酸铜(CuSO4·5H2O)以及1g硒(Se)粉的平均搅浑物。搅浑前分说将试剂磨细,搅浑后再放于研钵中将试剂结块磨碎;

③硼酸一调唆剂溶液:消融20g纯的硼酸(H3B03)于约70mL热水中,放冷后移至内盛200mL乙醉以及20mL搅浑调唆剂溶液(0.33g溴甲酚绿以及0.165g甲基红溶于500mL乙醇中)的1L容量瓶中,搅浑后小心地滴加氮氧化钠溶液[c(NaOH)=0.05mol·L-1],调至溶液呈紫红色(pH约0.5),加水至刻度。用前短缺混匀;

④氢氧化钠溶液[c(NaOH)=10mol·L-1):称取400g氢氧化钠(NaOH,合成纯)溶于水,用水定容至1L;

⑤硫酸规范溶液[c (H2S04)=0.005mol·L-1]:量取0.3mL浓硫酸(H2SO4,p≈l.84g·mL-1,合成纯)稀释至1L,用硼砂规范液标定其精确度;

⑥硫酸溶液[c(H2S04)=3mol·L-1〕。

(2)仪器与配置装备部署

容积50mL的硬质凯氏烧瓶;弯形小漏斗;半微量蒸汽蒸馏器;容积150mL的锥形瓶;六联变温消化电炉。滚水浴锅。

(3)合成步骤

称取未必量细磨过的土壤样品,置于去世板的凯氏烧瓶底部,退出大批无离子水(约1mL~2 mL)潮湿土壤样品后,退出1.65g催化剂搅浑物(试剂2)以及5mL浓硫酸,摇匀,在开氏瓶口上加之一个弯形小漏斗,将凯氏瓶歪斜置于六联变温消化电炉上,用小火加热,待瓶内反映紧迫时(约20min~30min)。增强火力使消煮的土壤酸液连结微沸。消煮的很度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。待消煮液以及土粒全副变灰自稍带绿色后,再不断微沸消煮5 h。消煮竣事,冷却。待热馏。在消煮土壤样品的同时。应做一份空缺测定,除了不退出土壤样品外,其余操作步骤与测定土壤时相同。

参考资料:土壤农业化学合成方式

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