同位素質(zhì)譜的發(fā)展歷史和現(xiàn)在的應(yīng)用場(chǎng)合

　　同位素分餾作用的產(chǎn)生和測(cè)量

　　AMSlab

　　碳在自然界地球化學(xué)運(yùn)移過程中發(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(jī)碳與大氣中的CO2相比,13C相對(duì)富集0.7%。

　　14C/12C比例（測(cè)量而得）的同位素分餾范圍大約是測(cè)得13C/12C比例的2倍。若同位素分餾發(fā)生在自然過程中，那么則可通過測(cè)量樣品中的13C/12C比例進(jìn)行校正。該比例一般通過普通質(zhì)譜儀測(cè)得。樣品所測(cè)得的同位素豐度將表達(dá)為δ13C,這代表了樣品與PDB標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)偏差的千分?jǐn)?shù)。PDB為美國(guó)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(biāo)準(zhǔn)。該術(shù)語(yǔ)現(xiàn)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?yàn)闃悠返耐凰刂悼梢苑从吵鲋苯迎h(huán)境的同位素豐度。以貝類生物為例，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，它們的δ13C值是在-8至-12o/oo(每千分)之間。因此，若我們不清楚貝類生活的具體環(huán)境，我們可以通過對(duì)δ13C結(jié)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(yàn)室可通過許多方法對(duì)樣品進(jìn)行分餾；樣品從某階段至下一個(gè)階段未*轉(zhuǎn)化。例如，在液體閃爍計(jì)數(shù)中，準(zhǔn)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(xiàn)分餾。同樣地，在真空系統(tǒng)中若氣體轉(zhuǎn)換沒有始終與總量保持平衡，則也會(huì)出現(xiàn)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(zhuǎn)化（如固體轉(zhuǎn)化為氣體，乙炔轉(zhuǎn)化為笨），則不會(huì)出現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)室引起的分餾。

　　同位素質(zhì)譜儀具體有哪些應(yīng)用呢？

　　同位素質(zhì)譜儀在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)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(cè)定中得到了應(yīng)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(yīng)用。

　　同位素質(zhì)譜儀在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

　　同位素質(zhì)譜儀技術(shù)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)、藥理學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)方面的研究領(lǐng)用都有應(yīng)用：利用同位素稀釋質(zhì)譜法測(cè)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(yàn)肺功能障礙性病變患者，已獲得明顯效果。應(yīng)用重水作示蹤劑，檢測(cè)人體肺水腫患者，給出與正常人不同變化曲線。

　　同位素質(zhì)譜儀在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

　　近年來(lái)同位素質(zhì)譜儀在環(huán)境科學(xué)的應(yīng)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(yīng)用穩(wěn)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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