同位素質(zhì)譜的發(fā)展歷史和現在的應用場(chǎng)合

　　同位素分餾作用的產(chǎn)生和測量

　　AMSlab

　　碳在自然界地球化學(xué)運移過(guò)程中發(fā)生了分餾作用，因此碳元素(12C,13C和14C)的均衡分布發(fā)生了變化。Craig(1953)指出在一些生物化學(xué)過(guò)程中會(huì )造成碳元素平衡的改變。例如，植物在光合作用更容易吸收含某一種同位素（12C）的CO2，所以經(jīng)過(guò)光合作用后，植物體中C13同位素的比例相較于自然界中的降低了1.8%(Harkness,1979)。相反地，溶解于海洋中的無(wú)機碳與大氣中的CO2相比,13C相對富集0.7%。

　　14C/12C比例（測量而得）的同位素分餾范圍大約是測得13C/12C比例的2倍。若同位素分餾發(fā)生在自然過(guò)程中，那么則可通過(guò)測量樣品中的13C/12C比例進(jìn)行校正。該比例一般通過(guò)普通質(zhì)譜儀測得。樣品所測得的同位素豐度將表達為δ13C,這代表了樣品與PDB標準物質(zhì)（一種碳酸鹽物質(zhì)）之間每千分碳13含量的差別。(Keithetal.,1964;Aitken,1990)。δ13C值表示為與PDB標準偏差的千分數。PDB為美國南卡羅萊納州白堊系皮迪組的美洲箭石中的碳氧同位素豐度比，可作為通用的碳氧同位素標準。該術(shù)語(yǔ)現已修改為VPDB(Coplen,1994)。

　　δ13C值能反映出許多關(guān)于環(huán)境的重要信息，如樣品是從何而來(lái)，或者是否由多種材料混合而成，這是因為樣品的同位素值可以反映出直接環(huán)境的同位素豐度。以貝類(lèi)生物為例，一般海洋生物的δ13C值在-1至+4o/oo(每千分)之間，然而生活在河流的貝類(lèi)，它們的δ13C值是在-8至-12o/oo(每千分)之間。因此，若我們不清楚貝類(lèi)生活的具體環(huán)境，我們可以通過(guò)對δ13C結果進(jìn)行分析從而推斷出有可能的生活環(huán)境。

　　分餾同時(shí)也可用來(lái)描述由非自然原因引起的同位素比例變化。例如，實(shí)驗室可通過(guò)許多方法對樣品進(jìn)行分餾；樣品從某階段至下一個(gè)階段未*轉化。例如，在液體閃爍計數中，準備制碳化鋰時(shí)未*合成的乙炔可能造成合成量不高并同時(shí)出現分餾。同樣地，在真空系統中若氣體轉換沒(méi)有始終與總量保持平衡，則也會(huì )出現分餾誤差。在這種情況下，一般是較大或較小的原子更受青睞。但是，若樣品能*轉化（如固體轉化為氣體，乙炔轉化為笨），則不會(huì )出現由實(shí)驗室引起的分餾。

　　同位素質(zhì)譜儀具體有哪些應用呢？

　　同位素質(zhì)譜儀在地質(zhì)學(xué)中的應用

　　同位素質(zhì)譜儀技術(shù)創(chuàng )立初期，先在天然元素同位素的測定中得到了應用，在同位素質(zhì)譜價(jià)格技術(shù)的幫助下，得到了每個(gè)元素的同位素組成及豐度，確定了元素的原子量。這一技術(shù)促進(jìn)了同位素地質(zhì)學(xué)、同位素地球化學(xué)的建立和發(fā)展，并在地址年代學(xué)、巖石礦物成因及其物質(zhì)來(lái)源，地殼地幔演化，地質(zhì)勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

　　同位素質(zhì)譜儀在醫學(xué)中的應用

　　同位素質(zhì)譜儀技術(shù)在營(yíng)養學(xué)、藥理學(xué)和臨床醫學(xué)方面的研究領(lǐng)用都有應用：利用同位素稀釋質(zhì)譜法測定人體血、尿、發(fā)中的微量元素，進(jìn)行病情診斷和病理研究工作。同位素質(zhì)譜儀利用He示蹤原子方法，檢驗肺功能障礙性病變患者，已獲得明顯效果。應用重水作示蹤劑，檢測人體肺水腫患者，給出與正常人不同變化曲線(xiàn)。

　　同位素質(zhì)譜儀在環(huán)境科學(xué)中的應用

　　近年來(lái)同位素質(zhì)譜儀在環(huán)境科學(xué)的應用日益受到重視，尤其在大氣、土壤、水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境研究均發(fā)揮重要作用。應用穩定性同位素豐度變化，研究和指示環(huán)境污染源和污染程度，同位素質(zhì)譜儀在環(huán)保工作中的重要意義。

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