同位素质谱合成（一）

质谱合成，同位在化学合成技术中是素质一种运用已经久的仪器合成方式，但在土壤学钻研上的谱合运用相对于较晚。直到本世纪60年月日后，同位质谱合成在农业以及情景钻研上的素质运用才以指数级的速率削减，其浸染也日益突出。谱合如今，同位质谱仪已经成为农学、素质土壤学、谱合生物学以及情景迷信等钻研畛域中一种主要的同位大型合成仪器。

质谱仪在土壤学钻研上的素质运用很概况是运用气体同位素比值质谱计测定有机以及有机物的晃动性同位素比值，其中最罕有的谱合是运用¹⁵N符号物资钻研氮素在土壤中的转化，此外同位素符号物资〔包罗²H以及¹⁸0符号的同位水， ¹³C符号的素质有机质以及³⁴S符号的硫化物)也有所运用。

有机质谱在农业以及情景迷信钻研中的谱合运用内容主要有:测定土壤巾农药以及传染物的代谢浸染以及降解浸染，以及判断土壤中的主要有机成份，包罗大份子量的组分(比喻腐殖质、木质素、脂族类、蜡类等》。

电感耦合等离子质谱，因为以质谱作为检测器，极大地普及了合成的灵便度，丈量快捷，并惟独要重大的样品前解决，以是它在钻研土壤与情景中重金属元素的循环、重金属传染物在土壤中的积攒，以及动物矿质营养上是一种实用的合成工具。

因为质谱仪器，特意良多联用质谱合成方式的运用已经十分宽泛。

（一）质谱仪器

质谱仪器是运用电磁学道理，别离以及测定离子化的份子或者原子品质的迷信试验仪器。依据质是合成器的使命道理，可能把质谱仪器分为动态仪器以及动态仪器两大类(表48-1)。动态仪器的品质合成器接管晃动的电场或者磁场，而且遵照空间位置把区别品质与电荷之比的离子分说开。而动态仪器则接管周期变换的电磁场组成的品质合成器，遵照时偶尔空间实现品质别离。

将区别规范的品质合成器与区别方式的进样系统相组合，可能组成多种专用的或者通用的质谱仪器，从而扩充了质谱合成技术的运用畛域。

一、质谱仪器的组成

质谱仪器平凡由如下五个根基全副组成（图48-1）

被合成物资由进样系统进入离子派。在离子源内，样品的份子或者原子被电离成离子，并组成具备未必能量的离子束，而后引入品质合成器，依据品质以及电荷比值的差距妨碍别离。最后由离子检测器测定离子束的强度。

为了确保被合成物资份子的实用电离，以及尽量即便削减离子与残余气体份子碰撞而损失能量，离子源以及品质合成器中应连结很低的气压强，它是由一整套真空部件实现的。

一、进样系统

进样系统是为了把被合成的样品送入离子源。依据样品状态(气体、液体或者固体)、样品性子(挥发性、热晃动性等)，以及合成的指标《晃动同位素比值的测定，纯化合物的的定性判断，搅浑物成份的定性或者定量合成)的区别，可能有区别结构特色的进样系统。晃动同位素质谱合成的进样系对于立般为气体(蒸气)外部进样系统。

气体(蒸气)外部进样系统是一种适应于气体搅浑物定量合成，或者气体同位素合成的进样系统。对于这一种进样系统的要求是进样历程中应防御引起样品的分馏、分解以及吸附等征兆。削减进样管道中的影像效应;在全部质谱合成的历程中能向离子源输人晃动的样品璧，并能操作离子源个别使命的样品压力。

这种进样装置都设有一个贮气瓶。视样品气体量，有的贮气瓶容积较大，有的可由涟漪操作成，具备可变容积。因为设有未必容积的贮气瓶，在合成历程中可能向离子源引进晃动的气流，有利于离子流的详尽测定，而贮气瓶的压力无清晰变换。

在气体合成时，个别接管份子流进样方式(图48-2)或者粘滞流进样方式(图48-3)。在份子流进样系统中，当气体经由火子漏孔进入离子派时，气体份子的平均从容程大于气体流通的管道直径，气体行动状态呈份子流状态，气体份子相互互不影响。因为轻组分气体份子行动速率较重组分大，气体行动历程中会产生分馏效应。在粘滞流进样系统中，气体份子的平均从容程小于管道直径，气体的行动状态为枯滞流状态，气体份子之间相互组成一个部份，大大削减了合成历程中气体的分馏效应。在这种系统中，贮样器以及离子源之间是经由一根长的毛细管组成气体的粘滞流状态。

参考资料：土壤农业化学合成方式