說明

同位素比質譜儀 (IRMS) 可確定樣品中重（較少豐度）穩定同位素與輕（較豐度）同位素的比率，相對於任意指定的標準品中相同同位素的比值。結果記為增量值 (δ)，可以是負數也可以是正數，表示較重同位素的豐度低於或高於定義刻度零點的主要參考物質的豐度。

由於同位素比與目標化合物的濃度無關，因此 IRMS 的校正不是在一定的濃度範圍內進行的，而是在一定範圍的 delta 值內進行的。校正應包括至少兩個國際公認的同位素標準。此外，還可以使用定期根據國際同位素標準進行校正的工作標準。

本技術說明展示了使用國際同位素標準品校正 EA-IRMS 儀器的原理，該校正過程由 lyticOS® 軟體套件在測量過程中完全自動完成。此外，透過不同的 Elementar 元素分析儀和 IRMS 儀器在 7 年的時間段內分析不同工作標準的 δ¹³C、δ¹⁵N 和 δ³⁴S 同位素比值，表明適當的校正可以在很長的時間段內獲得非常準確的結果。

多點校正

為了準確測量同位素比，應進行多點校準，使用至少兩種標準品作。多點校正考慮了 IRMS 分析中特有的現象，稱為尺度壓縮或拉伸。這實際上是與樣品氣體轉移到 IRMS 儀器和在 IRMS 儀器內以及可能在離子源內部進行的過程相關的所有質量歧視效應的總和。尺度壓縮或拉伸將導致校準曲線的斜率不完全是 1.0。

在每次 IRMS 分析期間，會在樣品峰值之前或之後分析純監測氣體脈衝。此監測氣體的同位素比用於計算樣品的初步同位素比，也用於監測IRMS系統的性能。不建議使用監測氣體脈衝進行校正，因為它不符合相同的處理原則：

• 監測氣體脈衝在與樣品氣流分開的氣流中引入，並且不會經歷與樣品相同的物理和化學過程。

• 監測氣體脈衝的峰形與樣品氣體峰不同，因此受不同的積分參數影響。

因此，必須在每個測量序列中分析標準，這些標準由 EA 的自動進樣器引入 EA-IRMS，並遵循與樣品相同的路徑。 同位素比校正所用標準的要求：

• 這些標準應參考國際同位素標準品。

• 標準應涵蓋較寬的同位素比範圍，且樣品的預期同位素比應在此範圍內。

• 標準品不必與要檢查的樣品由相同的材料製成，因為 Elementar 的 EA 與基質無關，但應確保完全燃燒。

• 為了獲得精確、準確的同位素分析，標準品應該是均勻且乾燥的。

圖 1 顯示了使用三種國際同位素標準品對每種分析化合物進行 EA-IRMS 測量序列的典型檢量線。可以使用隨每個 isoprime visION 和 isoprime precisION 系統提供的 lyticOS® 軟體套件執行全自動多點校正。

圖 1. EA-IRMS 分析的校準曲線，使用三種經過認證的同位素標準：δ¹⁵N、δ¹³C 和 δ³⁴S。

分析程序

工作標準可用於日常同位素比分析。這些標準必須定期根據經過認證的同位素標準進行分析。 在 7 年的時間內，我們在三個不同的實驗室使用三種不同的同位素比質譜儀和四種不同的元素分析儀分析了幾種工作標準。每種化合物採用至少兩種國際同位素標準進行多點校正。下表顯示了乙醯苯胺的δ¹³C和δ¹⁵N同位素比重複分析結果以及對氨基苯甲酸的δ³⁴S重複分析結果。

圖 2. 工作標準乙醯苯胺和對氨基苯甲酸的 δ¹⁵N、δ¹³C 和 δ³⁴S 同位素比，在 7 年的時間段內重複分析。實線表示該時間段內的平均同位素比。虛線表示認證標準的平均值加上/減累積標準差（C 為 ± 0.1，N 為 ± 0.5，S 為 ± 0.4）。

對乙醯苯胺工作標準在 7 年時間段內進行的碳和氮同位素分析表明，同位素比的總範圍 < 0.2 ‰，總體標準偏差遠低於 0.1 ‰。五年的對氨基苯甲酸 δ³⁴S 測量顯示同位素比的標準差為 0.23 ‰，範圍為 0.6 ‰。 利用國際二級同位素標準品在較寬的 delta 值範圍內進行多點校正，可以極高精度地確定同位素比。不同實驗室使用不同的 EA 和 IRMS 儀器獲得了類似的結果。

操作者友善介面

使用 lyticOS 軟體套件，可以執行全自動多點校正。請參閱下面的資料分析視窗的螢幕截圖。 使用樣品類型功能，可以將樣品指定為具有定義的認證同位素比的標準品或具有未知同位素比的樣品。然後，校正功能會自動計算所有樣品的檢量線和同位素比。檢量線的圖形表示直接為您提供校正品質的指示。所有計算都可以在樣本序列運行期間完成，以直接解釋資料品質。

結論

同位素比是根據任意選擇的國際穩定同位素標準來表示的。為了能夠比較不同實驗室得出的穩定同位素比，無論儀器或操作員如何，必須使用國際參考標準對儀器進行適當的校正。 在本技術說明中，我們表明適當的校正可以在很長的一段時間內帶來非常準確的結果。 isoprime visION 和 isoprime precisION 的 lyticOS 軟體套件完全自動執行多點校正。

資料來源:elementar官網

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