同位素分析的功能是什么？

同位素分析主要涉及基于质量显着差异的同位素分离。该方法可有效识别无机和有机化合物中的同位素特征。

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元素的同位素可以通过中子数的变化来区分。在元素周期表中，只有21个元素具有单一自然存在的同位素形式/是单异位的。在一个元素中，稳定的同位素形式通常包括一个或多个稀有的同位素和一个常见的同位素。例如，元素碳（C）的98.89％是稳定的同位素¹²c而1.11％是稳定的同位素¹³C。

上标表示中子和质子的总和。例如，¹²C有六个中子和六个质子，而¹³C具有额外的中子，比¹²C同位素。稳定的同位素不会随着放射性同位素而衰减。在非金属元素（例如硫，氧，C和氮（N））中，同位素组成通常表示为常见稳定同位素比（R），例如¹³C/¹²C，¹⁵n/¹⁴N.

此外，使用三角洲（δ）符号来表达样品r与每千（‰）的参考标准的偏差，因为对于大多数稳定的同位素离子，R很小，并且在自然丰度下以同位素比率测得的差异也是小的。例如，²H/¹样品中的h表示为δ²H值，而同位素组成¹⁸o//¹⁶o在样品中表示为δ¹⁸o价值。

非金属元素的参考标准包括用于氢和氧气的维也纳标准海水（VSMOW），C和氧气的Vienna-pee Dee Belemnite（VPDB），氧气和氧气，n硝基（空气）和Vienna-Canyon-Canyon Diublo Trolite（VCDT）用于硫。

同位素分析使用质谱仪或发射光谱仪进行。但是，在使用这些仪器进行同位素分析之前，必须将样品转换为气体。同位素分析用于不同的研究领域，以获取有关生物学和地质活动，古代气候，起源和年龄的重要信息。

用于同位素分析的方法

同位素比率质谱法是一种专门方法，用于获取有关物质的生物，化学和地理起源的信息。由于不同的热力学和动力学因素，N，C，氧，氢和硫等元素的同位比率可能会在局部耗尽或富集。

因此，同位素比测量可以用于区分具有相似化学成分的样品。例如，同位素质谱仪可以分离并量化不同的n₂气体分子取决于它们通过磁场加速这些分子时的行为。

发射光谱仪也适用于高度准确的同位素分析。这些光谱仪是可移植的，可以维护和购买便宜，并且需要较小的样品进行分析。但是，发射光谱仪已逐渐被更好和更大的仪器所取代。

同位素分析的应用

同位素分析用于化学，考古学，法医学，海洋学和身体人类学。欧洲杯线上买球通常，同位素分析用于水文，地质和生态系统的研究。

在考古学中，分析了C同位素以确定食物链底部的C源。考古学家使用稳定的同位素分析从动物的骨骼中获取信息，以识别动物一生中消耗的植物的光合作用过程。

在法医科学中，同位素分析欧洲杯线上买球越来越多地成为多种应用的重要工具，例如分析不同形式的痕量证据，例如土壤，油漆和炸药，对食物和饮料的认证和采购，以及证实的身份不明的人类遗体和偷猎者野生动植物。

氯及其同位素。图片来源：Patricia F. Carvalho/Shutterstock.com

对人类遗体的现代同位素分析已经整合了来自牙齿，头发，指甲和骨骼等多个身体组织的多相关谱和同位素景观的使用，以识别未识别的人类遗体的起源区域。

同位素分析的局限性

质谱法的使用通常会导致样本破坏，这需要确定一种非破坏性方法来确定同位素比，特别是用于分析贵重样品。此外，同位素比质谱法仅给出全局δ¹³C和需要高纯度化合物，同时确定δ¹³C值。

使用同位素分析的新研究

在最近发表在《杂志》上的一项研究中化学层，研究人员使用复合特异性同位素分析来鉴定苯基二乙酯在光降解过程中使用二氧化钛作为催化剂的降解机制。

二氧化钛对在晚期氧化过程和废水处理中的光敏剂的应用方面引起了极大的关注。在应用浓度范围内用一阶动力学描述了邻苯二甲酸二乙酯降解过程。

在紫外线/纳米二硝基系统中，邻苯二甲酸二乙酯降解速率在中性条件下最快，在碱性条件下最慢。这²手¹³C同位素分馏是由邻苯二甲酸二乙酯在pH 11、3和7的光降解产生的正常同位素效应。

羟基自由基是二氧化钛/过氧化氢/紫外线/苯基二乙酯和二氧化钛/二氧化钛/紫外线/二乙酯系统的主要自由基。而且，¹³C和²h分级表明，邻苯二甲酸苯甲酸苯苯环上的羟基离子添加是主要转化途径。

因此，这项研究的结果表明，化合物特异性同位素分析可能是鉴定邻苯二甲酸二乙酯反应途径（例如废水处理）的可行方法。

总而言之，同位素分析将仍然是不同现有应用程序的关键方法。具体而言，非破坏性同位素分析方法，例如使用Muonic X射线测量分析，将来将获得更大的突出性，因为它们可以应用于任何元素而不会损害样品。但是，需要更多的研究来提高这些非破坏性方法的准确性。

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参考和进一步阅读

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