一种基于膜入口质谱仪分析溶解态氮同位素含量的方法技术

一种基于膜入口质谱仪分析溶解态氮同位素含量的方法，包括如下步骤：步骤1.向待测液中通氦气20分钟除去溶于水中的氮气；步骤2.在除净氮气的待测液中加入氧化剂次溴酸盐碘溶液，待测液中的氨氮氧化为氮气；步骤3.通过标准样品膜入口质谱仪测定得到标准曲线；步骤4.用膜入口质谱仪对经过步骤2外理的待测液进行测量，计算出待测液中氨氮所含氮同位素的含量；步骤5.在经过步骤2外理的待测液中，用氧化镁除去样品中原有的氨氮，硫酸酸化后再用锌粉将硝氮还原为氨氮，然后再用上述步骤2至步骤4，得出溶液中硝氮氮同位素含量。本发明专利技术方法可快速、精确的测量、分析溶解态氮同位素的含量，有利于推动氮同位素示踪技术的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同位素分析
，具体涉及。
技术介绍
受工农业生产的活动影响，目前大量人为来源的活性氮被输入到地球表层系统。大量活性氮在地球表层系统中的富集己对水生生态系统造成了巨大的生态与环境危害，如水体富营养化、有害藻类赤潮、以及季节性或永久性缺氧，这也是二十一世纪人类面临的最为严重的环境问题之一。因此，研究氮素的生物地球化学循环过程与影响机制是当今地学研究领域中的热点科学问题。而同位素示踪是目前研究水生生态系统中氮素迁移转化的最为理想的技术手段。然而，如何准确、快速地分析水样中溶解态氮(順4\勵3—)同位素的比值一直是国际上面临的一大技术难题，也大大限制了氮同位素示踪技术的更为应用。虽然水样中順4\顯3—可经过一系列的生化反应后，利用稳定同位素质谱仪来测定两者中的同位素比值，但是存在的问题是(1)经过繁琐的化学反应后，测定的实验结果误差往往超出了可接受的范围；(2)实验分析周期太长，耗时多；(3)分析费用昂贵。目前，仍尚未有特别行之有效的实验方法实现对溶解态氮同位素的含量直接和快速的分析。
技术实现思路
本专利技术的目是针对现有技术的缺陷，提供一种准确、快速地分析水样中溶解态氮順/、勵3—氮同位素含量及比值的检测方法。 实现上述技术目的采用的技术方案是:，包括如下步骤分析水样中溶解态氮順/、勵3—氮同位素含量及比值:步骤1，用容器备好待测液，向待测液中通氦气￠16)20分钟，以除去溶解于水中的氮气；步骤2，在除净氮气的待测液中加入氧化剂次溴酸盐碘溶液，将待测液容器密封并振荡数分钟，待测液中的氨氮氧化为氮气；反应方程式如下: 214順4、381~0—十20『=28%十381'-十5！！20 ； 214順3 ? 40+381*0— = 2%十381'—十5！！20 ； 215順4、381~0?20『=3%2十381'-十5！！20 ； 215順3.40+381*0— = 3%十381'—十5！！20 ； 14順4、15順4、381~0—+2011— = 29~2十381^5！！20 ； 14順3 ? ^0+1? 順3 ? 40+381*0— = 29%十381'—十5！！20。 步骤3，通过标准样品膜入口质谱仪测定得到标准曲线，为保证测量的准确性，需在每次测量前均进行标准曲线的标定；步骤4，用膜入口质谱仪对经过步骤2外理的待测液进行测量，分析氧化产生的溶解于水中的氮气，通过测量值和标准曲线进行比较，计算出待测液中氨氮所含氮同位素的含量和比值；步骤5，测量待测液中硝氮氮同位素含量及比值；经过步骤2处理的待测液，用氧化镁除去待测液中原有的氨氮2順4^%0 = 2順3—%2、40，硫酸酸化后再用锌粉将硝氮还原为氨氮8(^+4211+1011+ =順4、42112、3！120 ；然后再用上述步骤2至步骤4测量氨氮氮同位素的方法，得出待测液中硝氮氮同位素含量及比值。 本专利技术方法不受盐度的影响，可应用于淡水、半咸水、海水样品的测试，亦可应用于沉积物样品的测试。 本方法无需富集、洗脱、萃取等步骤，经过短时间的氧化过程即可对样品进行测试；本方法标准曲线稳定，重现性较好；本方法所用仪器膜入口质谱仪分析费用较低，分析所需时间较短。本专利技术方法可应用于自动连续分析，盐度、氮同位素含量等因素对本方法精度无影响，可应用于淡水、半咸水、海水样品的测试，亦可应用于沉积物样品的测试。 本专利技术提供了一种快速、精确、方便、经济的测量溶解态氮同位素的方法。本方法尤其适用于加标样品的测量，有利于推动氮同位素示踪技术的应用。 【附图说明】 图1为本专利技术流程不意图；图2为本专利技术方法测量结果与氧化时间的对应关系图；横坐标代表氧化时间，纵坐标代表仪器信号值，？ ? 0.1代表数据无显著性差异；图3为本专利技术方法的标准曲线图；横坐标代表15见^浓度，纵坐标代表仪器信号值，1:01:81-1?代表总氮15同位素，妒代表方差，？ ? 0.0001代表数据有显著差异；图4盐度对为本专利技术方法方法标准曲线的影响图；横坐标代表15见。浓度，纵坐标代表仪器信号值，8代表盐度，1)6^1^1011代表数据相对偏差；图51?: 14^比值对方法标准曲线的影响；横坐标代表比值，纵坐标代表仪器信号值，如仏1-1?代表总氮15同位素，尺2代表方差，？ ? 0.0001 【具体实施方式】 以下结合具体实施例进一步详细描述本专利技术的技术方案。 本专利技术所需氧化剂次溴酸盐碘溶液为使用前自行配置，配置完成后需至于51以下环境中低温保存，其有效时间可持续三到四周。 本专利技术实施例中所用的氧化剂——次溴酸盐碘溶液是按照以下步骤进行配制的:首先将6001111浓度为1611101 171的版10?溶液放置于冰水混合物中，保持其温度在51以下；然后，将12001溴水(81^)逐滴加入到似0！1溶液中，在加入过程中要持续搅拌并温度始终保持低于51 ；之后，混合溶液置于冰箱(温度3-50内，待静置1周后过滤去除他8！'结晶，而获取的上清液与0.2%的1(1溶液按照等体积混合后，即得到了次溴酸盐碘溶液氧化试剂。 15順^标准储备液的配制:将5.458的15順抑溶解到80001的去离子水中，并定容至10001111，即可得到浓度为10011111101 1—1的15順^标准储备液。 本专利技术实施例中所用的15順4+ 同位素由1801:01)6 1^301? 1:01^168, 1110.生产，其1冗同位素含量高于99%。似01溴水、1(1等药品纯度均为分析纯。实验中所用培养瓶为英国[处⑶顶空进样瓶([处⑶￡^61:811161-)。 图1为本专利技术流程示意图。如图1所示，，包括如下步骤分析水样中溶解态氮順/、顯3—氮同位素含量及比值: 步骤1，用容器备好待测液，向待测液中通氦气￠16)20分钟，以除去溶解于水中的氮气； 步骤2，在除净氮气的待测液中加入氧化剂次溴酸盐碘溶液，将待测液容器密封并振荡数分钟，待测液中的氨氮氧化为氮气；反应方程式如下:214順4%381~0—+2011—= 28%十381'-十5！！20 ； 214順3 ? 40+381*0— = 2%十381'—十5！！20 ； 215順4、381~0?20『=3%2十381'-十5！！20 ； 215順3.40+381*0— = 3%十381'—十5！！20 ； 14順4、15順4、381~0—+201 = 2\十38广十5！！20 ； 14順3 ? ^0+1? 順3 ? 40+381*0— = 29%十381'—十5！！20。 步骤3，通过标准样品膜入口质谱仪测定得到标准曲线，为保证测量的准确性，需在每次测量前均进行标准曲线的标定；步骤4，用膜入口质谱仪对经过步骤2外理的待测液进行测量，分析氧化产生的溶解于水中的氮气，通过测量值和标准曲线进行比较，计算出待测液中氨氮所含氮同位素的含量和比值；步骤5，测量待测液中硝氮氮同位素含量及比值；经过步骤2处理的待测液，用氧化镁除去待测液中原有的氨氮2順4^%0 = 2順3—%2、40，硫酸酸化后再用锌粉将硝氮还原为氨氮8(^+4211+1011+ =順4、42112、3！120 ；然后再用上述步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于膜入口质谱仪分析溶解态氮同位素含量的方法，其特征是：包括如下步骤分析水样中溶解态氮NH4+、NO3‑氮同位素含量及比值：步骤1，用容器备好待测液，向待测液中通氦气20分钟，以除去溶解于水中的氮气；步骤2，在除净氮气的待测液中加入氧化剂次溴酸盐碘溶液，将待测液容器密封并振荡数分钟，待测液中的氨氮氧化为氮气；步骤3，通过标准样品膜入口质谱仪测定得到标准曲线，为保证测量的准确性，需在每次测量前均进行标准曲线的标定；步骤4，用膜入口质谱仪对经过步骤2外理的待测液进行测量，分析氧化产生的溶解于水中的氮气，通过测量值和标准曲线进行比较，计算出待测液中氨氮所含氮同位素的含量和比值；步骤5，测量待测液中硝氮氮同位素含量及比值；经过步骤2处理的待测液，用氧化镁除去样品中原有的氨氮2NH4++MgO＝2NH3+Mg2++H2O，硫酸酸化后再用锌粉将硝氮还原为氨氮NO3‑+4Zn+10H+＝NH4++4Zn2++3H2O；然后再用上述步骤2至步骤4测量氨氮氮同位素的方法，得出待测液中硝氮氮同位素含量及比值。

【技术特征摘要】
1.一种基于膜入口质谱仪分析溶解态氮同位素含量的方法，其特征是:包括如下步骤分析水样中溶解态氮nh4+、no3_氮同位素含量及比值: 步骤1，用容器备好待测液，向待测液中通氦气20分钟，以除去溶解于水中的氮气；步骤2，在除净氮气的待测液中加入氧化剂次溴酸盐碘溶液，将待测液容器密封并振荡数分钟，待测液中的氨氮氧化为氮气； 步骤3，通过标准样品膜入口质谱仪测定得到标准曲线，为保证测量的准确性，需在每次测量前均进行标准曲线的标定； 步骤4，用膜入口质谱仪对经过步骤2外理的待测液进行测量，分析氧化产生的溶解于水中的氮气，通过测量值和标准曲线进行比较，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯立军，刘敏，尹国宇，郑艳玲，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31