[实用新型]同位素分析基质消除仪

说明书

本实用新型公开了一种同位素分析基质消除仪，包括样品通入管，所述样品通入管的一端连接有隔膜自吸泵，所述隔膜自吸泵的一端连接有反渗透膜过滤桶，所述反渗透膜过滤桶的一端连接有样品输出管，所述样品通入管上安装有连接管，所述连接管的一端连接有初级过滤装置。本实用新型的基质消除仪采用基于反渗透膜的基质去除技术，样品中除了水分子以外的其它元素、胶质颗粒和悬浮质以及微生物均被去除，可以将同位素分析过程中的基质效应降到最低，并且保证样品在处理过程中不发生同位素分馏，另外还可以根据需要选择冲洗或者过滤的强度以及同时对不同基质进行过滤，既保证了效果又提升了速度，大大增强了灵活性和实用性。

技术领域

本实用新型涉及水同位素高精度分析技术领域，尤其涉及同位素分析基质消除仪。

背景技术

氢氧同位素分析的重要性

氢是宇宙中含量最丰富的物质，氧是地壳中含量最多的元素，两种元素的结合构成了“水”这一地球生命起源最重要的物质。在水中可以含有几乎所有的地壳元素、溶解或未溶解的气体、各种类型的胶质颗粒和悬浮质以及微生物。

氢元素和氧元素各自有三种同位素，氢有¹H(氕或H)、²H(氘或D)、³H(氚或T)，氧则有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O，通过排列组合，理论上可以组成18种同位素水分子，这些分子由于质量不同导致其不同同位素分子在不同的物理和化学行为过程中产生差异，这种差异我们称之为同位素效应。三种氢同位素在水中的丰度(％)相应为99.984、 0.016和0-10-15，三种氧同位素在水中的丰度(％)相应为99.76、 0.04和0.20，然而此丰度比例在不同形态的水中是有差别的，为了表示这一差别，通常采用两种同位素的比值即²H/¹H、¹⁸O/¹⁶O、¹⁷O/¹⁶O 来表示(氚属于放射性同位素，其表示方法、测试方法及应用场景均有着很大不同)。为了使这一比值更有广适性，普遍使用Craig(1961) 定义的标准平均海水SMOW(StandardMeanOceanWater)这一形态水的氢氧同位素比值作为参照标准，结果以δ(‰)表示。

式中，R_sample为样品的同位素比值，R_standard为标准物质的同位素比值。δ值的大小与所采用的标准有关，无论采样何种标准物质，此物质需溯源至国际标准SMOW。

氢氧同位素作为天然示踪剂在研究水分蒸发、凝结、混合、渗透、吸收、化学反应、生物反应等诸多过程中发挥着重要作用。因此这一工具可以被应用于水文、生态、地质、环保、化工、医学、核工业、地热、矿山、地震等诸多领域。

不同形态水中氢氧同位素比值的差别是微小的，分析数据的误差会直接导致对分馏过程的判断造成定量的差异甚至定性的偏离。因此，同位素分析需要精密的同位素仪器结合合理的数据计算与矫正方法进行高辨识度的精确分析测量。

一、氢氧稳定同位素分析常用的仪器

同位素分析属于高精度分析范畴，化学方法难以实现，因此只能依赖于精密分析仪器。当前国内外用于氢氧同位素分析的主流仪器有两大类，一类为基于质谱的分析仪器，另一类为基于光谱的仪器。下面分别做以介绍。

(1)质谱仪器