用質(zhì)譜儀怎么判斷同位素

時(shí)光儀表儀器

質(zhì)譜儀通過(guò)分析離子的質(zhì)荷比（m/z）差異來(lái)區(qū)分和測(cè)定同位素組成。以下是判斷同位素的核心原理、技術(shù)方法及關(guān)鍵步驟：
一、核心原理
1.質(zhì)荷比差異
同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同，因此質(zhì)量不同。質(zhì)譜儀通過(guò)電離樣品形成帶電粒子（離子），利用磁場(chǎng)或電場(chǎng)對(duì)這些離子按質(zhì)荷比（m/z）進(jìn)行分離。由于同位素質(zhì)量不同但電荷相同（如12C?與13C?），它們的質(zhì)荷比不同，在質(zhì)譜圖中形成獨(dú)立的峰。
2.同位素豐度計(jì)算
每個(gè)同位素峰的強(qiáng)度（離子流強(qiáng)度）反映其豐度（百分比）。通過(guò)測(cè)量峰高或峰面積，可計(jì)算同位素的相對(duì)比例。例如，13C/12C的豐度比可通過(guò)兩峰強(qiáng)度比確定。
二、關(guān)鍵技術(shù)方法
1.離子源選擇
-電感耦合等離子體源（ICP）：適用于金屬元素（如鈾、鋰）的同位素分析。
-電子轟擊源（EI）：常用于氣體樣品（如CO?、N?O）的電離。
-熱電離源（TIMS）：用于金屬或難電離物質(zhì)（如地質(zhì)樣品）的同位素測(cè)定，通過(guò)高溫加熱金屬帶釋放離子。
2.質(zhì)量分析器類型
-磁扇形分析器：高分辨率，適用于高精度同位素分析（如1?O/1?O）。
-四極桿分析器：快速掃描，適合多同位素同時(shí)檢測(cè)（如Cl的3?Cl/3?Cl）。
-飛行時(shí)間（TOF）分析器：寬質(zhì)量范圍，常用于有機(jī)化合物的同位素分析。
3.樣品前處理
-固體樣品：通過(guò)高溫燃燒或裂解轉(zhuǎn)化為氣體（如CO?、N?），再引入質(zhì)譜儀。
-氣體樣品：直接進(jìn)樣或濃縮后分析（如TraceGas系統(tǒng)富集CO?或N?O）。
-水體樣品：電解或鉻還原法制備H?或CO?，用于H/O同位素測(cè)定。
三、校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)處理
1.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正
-使用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)（如IAEA-N1、USGS41）進(jìn)行校準(zhǔn)，通過(guò)δ值（千分差）表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)物的同位素差異。
-例如：δ13C=(13C/12C樣品/13C/12C標(biāo)準(zhǔn)-1)×1000‰。
2.干擾消除與豐度靈敏度
-尾跡效應(yīng)：通過(guò)質(zhì)量歧視校正（如阻滯透鏡）減少相鄰質(zhì)量峰的干擾。
-豐度靈敏度：表征強(qiáng)峰對(duì)鄰近弱峰的影響，需通過(guò)高分辨率或雙聚焦分析器優(yōu)化。
3.同位素模式解析
-對(duì)于含多同位素元素的分子（如Cl?），質(zhì)譜峰簇的強(qiáng)度比可反推原子數(shù)量。
-例如：Cl?的3?Cl?/3?Cl3?Cl/3?Cl?豐度比為9:6:1，通過(guò)峰強(qiáng)度計(jì)算可驗(yàn)證分子中Cl原子數(shù)。

悲傷蛙雙眼皮

非常感謝，你的分享讓我對(duì)這個(gè)問(wèn)題有了更深入的理解。

生椰拿鐵

感謝大家的討論，讓我收獲良多。

長(zhǎng)亭外古道邊

您提供的故障排查思路，幫我快速鎖定了問(wèn)題所在，節(jié)省了大量的時(shí)間和成本，感激不盡。

三三三

干貨貼，果斷收藏