植物菘蓝稳定碳同位素组成与生态因子的关系

采用气体同位素质谱法,对植物菘蓝的根和叶以及种植地土壤中稳定碳同位素组成进行了测定。在此基础上,通过相关回归分析考察了植物菘蓝的根和叶以及种植地土壤中稳定碳同位素与种植地的地理位置因子和气象因子的相关性。结果表明,菘蓝根中稳定碳同位素组成与纬度、经度、平均气压、最高气压、最低气压、相对湿度、降水量、日平均地温、日最高地温、日最低地温和日照时数不具有相关性,与海拔、平均气温、最高气温、最低气温有低度相关性;菘蓝叶中稳定碳同位素组成与经度、平均气压、最高气压、最低气压、相对湿度、降水量、日最高地温不具有相关性,与海拔和日照时数具有低度相关性,与纬度、平均气温、最高气温、最低气温、日平均地温、日最低地温具有中度相关性;种植地土壤与海拔、平均气温、最高气温、平均气压、最高气压、最低气压、相对湿度、降水量、日平均地温、日最高地温不具有相关性,与纬度、经度、最低气温、日最低地温和日照时数具有低度相关性。本研究成果为植物中碳同位素分馏作用的研究和稳定碳同位素作为植物菘蓝产地溯源的指标提供了理论依据。     

稳定同位素技术在中药产地溯源方面的应用研究进展

中药的产地溯源在保证中药品质及疗效、维护市场秩序、降低由于假冒中药材引发医疗事故的风险等方面具有重要的作用。稳定同位素技术作为产地溯源的有效技术之一,对中药进行产地溯源具有理论基础及技术优势,近年来也被广泛应用于部分名贵中药的产地溯源。本文简要介绍了稳定同位素技术的基本原理,着重阐述了中药产地溯源中常用的同位素指标,并对近年来中药稳定同位素产地溯源的研究现状进行了总结与展望。旨在推动稳定同位素技术在中药产地溯源中的广泛应用,促进中药稳定同位素数据库及中药溯源技术体系的建立和完善。     

基于稳定同位素比率差异的西湖龙井茶产地溯源分析

通过测定不同产区扁形茶稳定同位素比率,借助化学计量学工具探索建立西湖龙井茶产地区分模型。从山东、四川、浙江、贵州等扁形茶主产区代表性取样,采用稳定同位素质谱测定样品中碳、氢、氧、氮、锶、铅、镉稳定同位素比率,对其进行方差分析,采用逐步线性判别（FLDA）、决策树C5.0和神经网络方法构建模型进行产地区分。结果表明,不同产地扁形茶中稳定同位素比率表现出产地差异。δD、δ¹⁸O受陆地效应和高程效应影响较大,并且二者有较好的正相关关系,⁸⁸Sr/⁸⁶Sr比值随地区纬度增加而增大,在不同产地扁形茶间差异尤为显著。FLDA和BP-ANN模型对外部样本的预测能力相对较差,分别为76%和84%;决策树算法模型回代验证准确率为91.35%,对外部样本的预测准确度达到92%。结果表明,在西湖龙井茶产地判别中,采用基于稳定同位素比率的决策树算法模型可取得较好的效果。     

碳、氮、氧稳定同位素生产技术现状及发展趋势

碳、氮、氧稳定同位素从分离成功至今已经走过了半个多世纪的历程;生产能力实现了从百克级实验室规模到数公斤级批量生产,以及百公斤级大规模生产三个阶段的跨越;而分离技术方面也实现了从热扩散法、色谱法、离子交换法为代表的第一代分离技术,以化学交换法、精馏法为代表的第二代分离技术,以及以物料循环利用、能源耦合、节能减排等技术创新为特点的第三代大规模生产技术的提升。当前,¹³C的生产全部是低温精馏法,¹⁵N的生产方法是NO/HNO₃化学交换法及NO低温精馏法,¹⁸O的生产方法是水精馏法、NO低温精馏法及O₂低温精馏法。这些分离方法共同的特点是在工艺上实现能源高度耦合、物料循环利用、达到了规模化生产,并实现了节能减排。今后,继续通过科技创新,开发环境友好、原料价廉易得、低能耗、低成本、大规模生产的分离技术将是稳定同位素分离产业不断发展的主旋律。     

铀矿地质样品的稳定同位素组成测试方法

介绍了铀矿地质进行稳定同位素组成分析时,所需样品的种类和用量,以及测定C、H、O、S、N、Si同位素组成的离线方法和连续流(在线)方法。利用稳定同位素组成研究岩石、矿物成因及物质来源时,样品应选择无后期改造的适量矿物或岩石。利用矿物对研究成岩、成矿温度时,样品要选择同一时代的共生矿物对,样品新鲜且无后期改造。离线方法分析的同位素组成测试种类包括:不含氧矿物包裹体中水、硅酸盐、氧化物、硫酸盐中氧、硫化物及硫酸盐、全岩中硫,碳酸盐矿物中碳、氧,不含碳的矿物包裹体中碳,硅酸盐或含硅矿物中硅。在线方法分析的同位素组成测试种类包括:石英包裹体中氢,水的氢、氧,碳酸盐及碳酸盐胶结物中碳、氧,溶解无机碳中碳,有机质中碳、氮,水中硝酸盐氮,烃类样品中碳、氢。     

酸雨的硫源及其硫同位素组成

酸雨已经成为全球环境主要的问题之一,而硫同位素的研究对于探讨酸雨的来源、组成与酸雨的治理具有重要的意义。本文从大气降水中的硫同位素组成、小麦的硫同位素组成和煤的硫同位素组成三方面探讨了酸雨硫同位素研究的重要意义。     

用碳稳定同位素估算大气细颗粒物中多环芳烃的来源

建立了用碳稳定同位素比估算大气颗粒物中多环芳烃（PAHs）的方法,该方法包括二氯甲烷提取、薄层色谱纯化和气相色谱-燃烧系统-同位素质谱测定碳稳定同位素组成(δ¹³C);并用该方法对上海市大气颗粒物PM_2.5中PAHs的来源进行估算。结果表明:采样点PM_2.5中PAHs的δ¹³C值随着分子量的增加而减小;与潜在污染源中相应值相比,更接近于燃煤和生物质燃烧的相应值,表明采样点处PM_2.5中的PAHs受燃煤和生物质燃烧的影响大于机动车尾气。PAHs来自燃煤、机动车尾气和生物质的贡献分别为3%-21%、29%-33%和46%-67%。这一结果与采样点的特殊环境一致,表明碳稳定同位素比能够定量估算大气细颗粒物中PAHs的来源。     

植物碳同位素组成的环境影响因素及在水分利用效率中的应用

碳同位素值（δ13C）综合反映了植物光合作用过程中气孔的传导和CO2的固定,可以作为植物在环境中生理机能变化的指标,应用于研究植物生理与生态环境之间的关系。本文主要讨论植物碳同位素组成在不同环境中的变化,并对影响程度和机理进行了探讨。降水、温度、光照、土壤盐度、大气CO2浓度等不同程度影响植物的气孔传导和CO2的固定,植物的δ13C值相应产生不同的变化。降水因素对δ13C值影响最明显,温度对δ13C值产生的影响较复杂。一般情况下,大气中CO2都是通过影响植物叶片的内外压力,造成植物碳同位素值的差异。由于δ13C值不仅可以反映植物在光合作用过程中水分的利用,而且,δ13C值与水分利用效率具有正相关性,因此,碳同位素技术应用于植物生态研究中。     

新疆罗布泊盐湖卤水的氚同位素特征及其地质意义

新疆罗布泊罗北凹地盐湖第四系上部盐层中蕴藏丰富的卤水,卤水中富含钾(KCI平均品位1．40％),潜卤层上部的卤水中检测到较高含量的氚。本文研究罗布泊富钾卤水氚的分布特征,由活塞模型和全混模型算得罗北凹地表层卤水的平均年龄为36—80a．卤水中含有大量的核爆氚,表明自1952年以来通过干盐湖发生过大气降水的补给。含氚的现代降水经由溶蚀孔隙十分发育的包气带盐壳渗入地下后,与浅层卤水均匀混合,由于卤水的蒸发作用缓慢,蒸发过程中氚同位素发生分馏,“轻水”蒸发,氚在残余水体(潜卤水)中富集。潜卤水氚含量的平面分布特征主要反映出以蒸发排泄为主的盐湖地下水流网特征。     

抽水蓄能电站水库各类水体的H-O同位素组成特征及其水力联系

水库渗漏是当前国内外水库运行过程中存在的典型安全隐患。然而,由于所属气象水文、地质条件及施工的差异,不同水库渗漏方式与成因有较大差别。本研究以山东泰山抽水蓄能电站上水库为例,详细分析该水库各类水体H-O同位素组成特征。结果显示:库水7月的δ~(18)O、δ~(17)O及δ~2H值比9月、10月值明显偏正,其他水体有相似的变化特征;9月、10月的值差异不大。同位素分析表明:库水渗漏特征在不同部位和不同月份有一定的差异:10月份,钻孔井水、右岸廊道渗漏水与库水关联性不大,推测其可能是不同时期的降水入渗所致,而其他渗漏水与库水关系密切;9月份,左岸钻井水不是库水渗漏,而坝后量水堰、右岸排水廊道渗漏水与库水关系密切;7月份,右岸排水廊道渗漏水与库水关系密切。所获成果对指导电站水库渗漏诊断与控制有重要的实际指导意义。     

稳定同位素分析技术在农田生态系统土壤碳循环中的应用

加强农田土壤碳动态变化过程和调控机制的认识,对于深入认识陆地生态系统碳循环过程和准确估算全球碳平衡有着重要意义。稳定碳同位素作为一种天然的示踪物,较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点,在农田生态系统土壤碳循环研究中得到广泛应用。采用稳定碳同位素自然丰度法或示踪技术,研究农田生态系统大气一作物一土壤连续体中碳同位素变化规律,能够较真实地反映土壤有机碳的累积及其分解转化过程。本文概述了农田生态系统碳素循环诸过程中的^13同位素分馏机制,稳定碳同位素质谱分析技术的基本原理与方法,以及近年稳定碳同位素自然丰度或示踪法在农田生态系统土壤碳循环研究中的一些应用实例,并针对当前研究存在的问题进行总结。     

以二氧化碳为介质扩散分离碳同位素的可行性研究

为进一步提高气体扩散法分离¹³C同位素的效率,在前期初步实验的基础上,开展单级扩散分离参数优化实验研究,并进行高丰度¹³C同位素制备的级联方案初步设计。在相对优化的实验参数条件下,气体扩散分离二氧化碳的基本全分离系数可以达到1.01以上。对单级分离实验数据进行计算,初步拟合出供料流量与膜前后压强的函数关系。采用多元分离理论对扩散分离二氧化碳进行级联分析计算,以天然二氧化碳为原料,可通过两次级联分离获得高丰度¹³C同位素。第一次阶梯级联分离的重馏分¹³C同位素丰度大于42%,并将其作为第二次阶梯级联分离的供料,第二次阶梯级联分离的轻馏分¹³C同位素丰度大于90%。     

常用稳定同位素制剂的浓集及应用

中国原子能科学研究院(简称原子能院)利用电磁法完成了国家科技支撑计划课题《科研用高纯有机试剂核心单元物质及共性关键技术的研制与开发》,利用电磁法有效分离了⁵⁴Fe、⁶⁵Cu、⁶⁴Zn、⁶⁷Zn、²⁰⁷Pb以及⁸⁵Rb、⁸⁷Rb同位素制剂,其丰度分别达到：90%、99.6%、96%、81%、90%、99%、98%。其中部分同位素试剂达到国外产品标准,部分已经应用在我国科研生产及全球卫星导航定位系统中。     

稳定同位素标记多肽的合成及应用

同位素稀释质谱法避免了基质效应和分析条件的影响,在定量分析和准确度方面具有特殊优势,在生物分子定量分析领域得到了普遍应用。稳定同位素标记肽段作为重要内标试剂广泛应用于蛋白质组学定量及食品过敏原检测。同位素稀释质谱技术的发展将会进一步推动稳定同位素标签技术在新药研发、临床病理、蛋白质组学、食品安全等领域的研究应用。本文从生物合成法和化学合成法方面综述了稳定同位素标记多肽的合成,并分别对细胞代谢标记法、高等真核生物标记法、酶催化标记法、乙酰化标记、标记氨基酸缩合法等合成方法进行了评述;同时介绍了稳定同位素标记多肽在乳制品检测、生物蛋白定量、蛋白测序及药物代谢、食品过敏原检测中的应用。     

稳定同位素氘标记的去甲乌药碱的合成与表征

为了快速准确地检测去甲乌药碱的含量,采用稳定同位素内标试剂与同位素稀释质谱法相结合的检测技术,以2-(3,4-二甲氧基苯)乙腈为起始原料,经过碱催化氢-氘同位素交换、还原、皮克特-施彭格勒(Pictet-Spengler)环化反应、脱保护基等关键反应步骤,得到稳定同位素氘标记的去甲乌药碱.该合成方法简单成熟,原料廉价易...     

稳定碳同位素技术在土壤根际激发效应研究中的应用

根际激发效应促进了碳氮元素在生态系统植物-土壤-微生物间的流转,维持着生态系统各组分间的养分平衡,并在土壤有机碳动态和稳定性方面起着重要的作用。稳定碳同位素作为一种天然的示踪剂,随着同位素分析技术的发展和完善,在土壤碳循环研究中得到广泛应用。采用稳定同位素示踪技术,能够有效量化植物对土壤有机质分解激发效应的方向和强度,揭示土壤根际激发效应的发生机制。本文对稳定同位素技术在根际激发效应的强度、影响因素和发生机制方面的应用进行阐述,并对稳定同位素技术在根际激发效应中的研究应用进行了展望。     

双组分体系低温蒸馏氢同位素分离理论计算

建立了单根柱的低温蒸馏计算模型,对H2/HD,H2/HT和D2/DT三个双组分体系进行了计算。给出了温度和各组分浓度在柱上的空间分布,结果较好地再现了易挥发组分在柱高端浓集,而难挥发组分在柱底端浓集的分离特征。三个体系以H2/HT最易分离,H2/HD次之,D2/DT最差。对于文中研究的体系,当理论板数为80时,D2/DT不能达到脱氚率99%的分离要求。     

三七各部位氢氧同位素特征及其与灌溉水关系

分析不同产地三七各部位(茎叶、芦头、块根、筋条、须根)及灌溉水中稳定氢氧同位素特征、相关性及影响因素,为其能否作为产地溯源指标提供技术支撑.在三七产区——广西靖西片区、云南文山片区、云南新拓展片区采集43个春三七样点植株和相应的灌溉水并测定其稳定氢氧同位素比率,现场测定经纬度、海拔,进行差异分析和相关性分析.结果表明,...     

氢同位素色谱分析研究进展

对氢同位素色谱分析研究进展进行了综述,内容主要包括分析原理、材料研究与分析柱研制。材料研究主要包括改性材料的负载量、阳离子种类、阴离子种类。分析柱研制在材料研究的基础上进行,根据测试需求,在材料性质、柱型、柱长等方面进行设计,优选出适合于具体使用场景的建议柱型。无过渡金属磁性催化作用的氧化铝PLOT(porous layer open tubular)柱,适用于氢同位素的正-仲态分离;含过渡金属磁性催化作用的氧化铝色谱柱,适用于氢同位素的分子态分离。一般地,PLOT柱使用寿命较短,但其适用于快速分析;微填充柱分析时间较长,但性能稳定性较好。有序介孔材料(OMMs),具有较大比表面积,通过调节介孔孔径有望提升氢同位素低温分离性能;过渡金属离子(如Cu(Ⅰ))对氢分子的Kubas作用,有望实现氢同位素常温洗脱分离。     

以乙醇为介质气体扩散法分离碳同位素的可行性研究

碳-13作为同位素示踪技术的标记物,应用广泛,市场需求呈上升趋势。为探索碳-13同位素的分离方法,开展以乙醇为介质的气体扩散分离实验,并在单级实验的基础上进行级联计算。单级分离实验的结果表明,在现有的实验条件下,气体扩散法分离乙醇的基本全分离系数可达1.0089,以乙醇为介质扩散分离碳同位素可行。通过级联计算可知,以天然乙醇为原料,结合分离的可行性和经济性,经过一次矩形级联或相对丰度匹配级联分离,能够得到碳-13同位素丰度大于25%的重组分。如能将碳-13同位素丰度大于25%的乙醇转化为合适形态的碳化合物,可再进一步分离得到更高丰度的碳-13同位素。