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气相色谱-中红外同位素光谱联用技术成功用于单体稳定碳同位素分析

来源：化工仪器网2022/6/15 14:15:57101

导读

近年来，光谱同位素分析技术进步较快，具有高效、便携、可现场布控、分析成本低等特点，特别适合现场实时测量温室气体和二氧化碳地质封存场地逸散气体的同位素指纹。

　　近期，中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室研究团队联合齐鲁工业大学等单位采用气相色谱-中红外同位素光谱联用技术，在水中苯系物的单体碳同位素组成分析方面取得了突破。研究成果近期发表在Journal of Analytical Atomic Spectrometry (JAAS) 杂志。

　　单体稳定同位素分析技术(C-CSIA)是一种高分辨率、高灵敏度的同位素分析技术，目前其应用范围主要集中在有机污染物的溯源、生物转化以及降解机理研究等领域。碳是常用的稳定同位素，单体稳定碳同位素分析在示踪温室气体与环境有机污染物来源和过程中有着非常重要的作用。

　　目前，单体稳定同位素分析技术所用仪器是气相色谱-同位素比值质谱 (GC-C-IRMS及GC-TC-IRMS)，其中GC-TC-IRMS 主要用于测定氢元素的同位素组成，而GC-C-IRMS主要用于测定单体中碳元素的同位素组成。此外，目前已开发成功的其他CSIA仪器方法还有液相色谱-同位素比值质谱 (LC-IRMS)及直接引进-气相色谱-同位素比值质谱 (DI-GC-IRMS)等。

　　近年来，光谱同位素分析技术进步较快，具有高效、便携、可现场布控、分析成本低等特点，特别适合现场实时测量温室气体和二氧化碳地质封存场地逸散气体的同位素指纹。但是将其应用于C-CSIA还有一定难点——衔接混合样品的高效色谱分离和光谱同位素的同步分析。光谱同位素分析技术此前主要用于甲烷、乙烷、丙烷等小分子气体的碳同位素分析，对于不同环境介质样品中混合化合物的分析则缺少系统验证，也没有进行过方法优化。

　　为解决这一问题，将光谱同位素分析应用于C-CSIA，研究团队联用气相色谱和中红外光谱，通过调节、优化气路设计以及光谱参数，采用固相微萃取(SPME)和预热顶空两种进样方式，实现了微克每升浓度级别水溶液样品中的苯、甲苯、乙苯、三甲基苯等物质的色谱分离与单体δ13C高精度分析。

　　该研究聚焦水中挥发性有机污染物的C-CSIA分析测试需求，研发的方法稳定性强、精度高、并以氮气为载气降低了污染物C-CSIA的分析成本，更利于污染场地现场布控和现场测试。

　　资料来源：广州地球化学研究所

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