[发明专利]一种基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型的氯或溴代有机物单体氯同位素(CSIA-Cl)或溴同位素(CSIA-Br)分析方法，属于有机单体同位素分析技术(CSIA)范畴，可以被应用于环保、地质、食品、医学等领域。

背景技术：

随着地球科学、环境科学、食品科学及医学研究不断的深入，传统的全样品同位素比值分析(BSIA)已经无法满足研究需求，而新型的有机单体同位素技术(CSIA)成为前沿的研究热点。CSIA方法可以被用来识别和追踪地下水、地表水和土壤有机污染源，监测有机污染物的降解过程和检验防治措施的效果，鉴别氯代有机物的生产厂商，追究有机污染事件制造者的相关责任，鉴定重大疾病的病灶来源等等用途。

随着卤代有机污染物的不断增多，CSIA技术中除了传统的碳(¹³C/¹²C)、氢(²H/¹H)、氧(¹⁸O/¹⁶O)等稳定同位素外^[1]，氯(³⁷Cl/³⁵Cl)、溴(⁷⁹Br/⁸¹Br)稳定同位素比值分析已经成为热点。

利用同位素比质谱(IRMS)，可以进行氯代有机物中氯同位素分析，但经典的做法非常复杂，需要将氯代有机物转化为氯甲烷(CH₃Cl)，然后将其电离成CH₃Cl⁺，再送入同位素比质谱检测，由于这一转化过程本身非常困难，因此往往只能通过离线完成，溴代有机物也是同样的情况。

从理论上来说，氯代有机物或溴代有机物在受到能量轰击时容易失去一个氯原子或溴原子形成M-Cl或者M-Br，也就是说在进行负离子检测时可以很容易检测到电离出来的氯负离子或者溴负离子，但是这一规律多年来只是用来做有机物的含量测定，却从未被应用到同位素分析领域。

发明内容：

本发明的目的是提供了一种有机单体氯或溴同位素的在线分析方法，采用直接负化学电离法取代原来复杂的有机单体转化过程。

其详细技术方案阐述如下：

A、对氯或溴代有机物进行富集；

B、气相色谱分离：将富集后的氯或溴代有机物的样品，装入气相色谱进行分离；

C、负化学电离：经过色谱分析后的组分直接由毛细管柱流入负化学离子源内，用负化学离子源替换原来同位素比质谱上标配的电子轰击源，进行负化学电离；

D、质谱检测：在气体同位素比质谱上，选择与氯或溴同位素质量数直接对应的法拉第接收杯，接收负化学电离产生的带负电的同位素碎片离子，此过程在高真空状态下进行，真空度高于1.0×10^-3Pa。

基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法，步骤A所述的富集手段包括液液萃取、固相萃取、加速溶剂萃取、微波辅助萃取、吹扫捕集浓缩或顶空进样常规富集方法。

所述的基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法，所述的富集手段包括富集土壤中有机氯农药残留，将土壤样品粉碎至100目左右，装入萃取池，采用二氯甲烷/丙酮(1+1)进行萃取；

条件如下：炉温：100℃，压力：10.3MPa，静态时间：5min(5min预热平衡之后)，冲洗体积：萃取池体积的60％，氮清洗：1.03Mpa压力下80s，静态周期：2次。将提取好的样品在氮吹仪上浓缩至0.5ml以下，然后用正己烷定容到1ml，供分析用。

所述的基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法，所述的富集手段包括富集废水中挥发性有机污染物中的氯乙烯、二氯乙烯、三氯乙烯或四氯乙烯，采用吹扫捕集方法浓缩；

条件如下：将水样装入吹扫捕集仪进行吹扫捕集仪，捕集阱为10号阱，吹扫气为氮气，吹扫流量40mL/min，吹扫时间11min；解析预热180℃，解析温度190℃，解析时间0.5min；烘焙温度220℃，烘焙时间6min；捕集后的组分在上述热解析的条件下被解析进入气相色谱仪。

所述的基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法，步骤B所述的氯代有机物气相色谱分离条件包括：毛细管色谱柱：DB-5MS柱，色谱程序升温条件：初始温度50℃，然后以25℃/min的速度升至180℃，再以15℃/min的速度升至300℃，保持3min，进样口温度：210℃；进样方式：不分流；进样体积：1μl。