穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀原理

時(shí)光儀表儀器

穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀（IRMS）是通過測量離子質(zhì)荷比（m/z）差異來定量分析穩(wěn)定同位素組成的儀器，其核心原理涵蓋樣品前處理、電離、質(zhì)量分析、信號(hào)檢測及數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。以下是其詳細(xì)技術(shù)原理：
樣品前處理與電離
樣品需轉(zhuǎn)化為氣體形態(tài)（如CO?、H?、N?O等），通過離子源（如電子轟擊源或熱電離源）電離為帶正電荷的離子束14。例如，碳元素需轉(zhuǎn)化為CO?，氫元素需轉(zhuǎn)化為H?。
電離過程中，分子可能進(jìn)一步碎裂為碎片離子，需通過控制電離能量（如軟電離技術(shù)）減少干擾5。
質(zhì)量分析
離子束經(jīng)電場加速后，進(jìn)入磁場或電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不同質(zhì)量的同位素離子因質(zhì)荷比（m/z）差異，分離為獨(dú)立峰14。例如，12C?與13C?因質(zhì)量不同形成兩個(gè)獨(dú)立峰。
質(zhì)量分析器類型包括磁扇形分析器（高分辨率）、四極桿分析器（快速掃描）或飛行時(shí)間（TOF）分析器（寬質(zhì)量范圍）35。
信號(hào)檢測與豐度計(jì)算
檢測器（如電子倍增器或法拉第杯）接收離子流強(qiáng)度，通過峰高或峰面積計(jì)算同位素豐度比例14。
典型輸出為同位素比值（如13C/12C），或以δ值表示相對于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的千分差（δ13C=[(13C/12C樣品/13C/12C標(biāo)準(zhǔn))-1]×1000‰）

鐵馭

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