穩(wěn)定碳同位素常用方法分析

　　利用穩(wěn)定碳同位素可以研究海洋生物地球化學過程、全球海洋通量、研究全球碳循環(huán)和全球氣候變化。穩(wěn)定碳同位素作為一種有效的手段在生物地球化學的研究中有著廣泛的應用:1947年Urey發(fā)表了關(guān)于同位素物質(zhì)的熱力學性質(zhì)的文章,奠定了現(xiàn)代同位素地球化學的基礎(chǔ)。穩(wěn)定同位素生物地球化學領(lǐng)域的早期工作實際上還屬于探索性的調(diào)查,因為那時人們對各種各樣的生物物質(zhì)和地球物質(zhì)的同位素組成知之甚少。

　　穩(wěn)定同位素研究的一個重要的突破發(fā)生在1960年前后,光合作用還原二氧化碳可以在不同程度上示蹤新陳代謝的產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)。穩(wěn)定同位素方法在經(jīng)歷了示蹤分子的相對反應速度、同位素分餾的機理等基本原理的研究后轉(zhuǎn)向研究生物地球化學領(lǐng)域的具體問題。

　　常規(guī)的有機碳穩(wěn)定同位素比值分析主要包括3個過程:(1)有機物的氧化分解(燃燒過程),(2)干擾物質(zhì)的去除,(3)碳同位素比值的質(zhì)譜分析。對碳穩(wěn)定同位素而言,就是要將樣品中的碳組分轉(zhuǎn)化成二氧化碳。樣品的預處理過程也就是將樣品轉(zhuǎn)化成可供質(zhì)譜儀測量的純凈氣體的過程。樣品中有機碳穩(wěn)定同位素的測定預處理步驟主要包括樣品的采集與保存、干燥、粉碎、氣化、純化過程等。

　　目前常用的有兩種方法:(1)真空熱解法。將所測樣品裝入石英管中,加入適量的CuO、Cu以及Ag或Pt作催化劑,抽真空密封后在800℃下反應2h。最后,采用冷凍分離和冷凍吸附法提純并分離出供質(zhì)譜分析用的CO2。(2)濕式氧化法。對碳同位素測定因其回收率不如燃燒法,目前已基本不采用此法了。

　　現(xiàn)在穩(wěn)定碳同位素與其他方法相結(jié)合,已應用于海洋生態(tài)系統(tǒng)的很多研究領(lǐng)域,其應用前景十分廣闊。