主题：【原创】植物样品中稳定碳同位素的EA-IRMS系统分析方法 3--试验方法部之二

植物样品中稳定碳同位素的EA-IRMS系统分析方法 3
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2.3 氧喷条件的确定
上述两种载气条件确定后，准确称取6份植物样品各（0.20±0.05）mg，分别在80 mL/min、90 mL/min、100 mL/min、120 mL/min、130 mL/min五种不同氧喷条件下反应，记录样品进样后连续反应产生的离子流强度，考察样品是否反应完全，见表1。氧气喷入量较小时，第一次反应产生的离子流强度较小，且在第二次反应时有40 mV～80 mV的残留量；而在100 mL/min喷量以上时，第一次反应即可完全。可见，加大氧气喷量也是增加对植物样品氧化程度的一种有效手段。而过大的氧气喷入量对还原炉有损害，氧喷量只需保证样品完全反应即可。因此设置EA 1112系统110 mL/min的氧喷量对于植物样品测定较为合适。
表 1 不同氧气喷量对反应的影响
Table 1 Influence of different oxygen injection


2.4 参考气条件的确定
参考气和样品进样量的大小是影响δ13C值的另一关键因素。比较参考气进样量与样品进样量的变化情况，参考气进样量的离子流强在2 V～5 V 所测碳同位素误差均小于0.05％ ，参考气流量过高，容易造成本底值升高，影响本次或下次样品的测定值，同时样品的离子流强度相对偏低，也会造成测定值产生偏差；参考气流量过低，样品离子流强度相对偏高，同样会产生测定值的偏差。因此，参考气流量可控制在110 mL/min为最佳选择，同时通过对Conflo Ⅲ装置上参考气压力调整，使其进样量的离子流强度在2 V～5V。
2.5 EA系统温度的确定
氧化温度直接影响到样品是否被充分氧化，从而关系到δ13C值的稳定性。设置Conflo Ⅲ-He压力为80kPa，EA系统Carrier-He流量为96mL/min，110 mL/min的氧喷量，参考气流量为110 mL/min，测定一组等量（0.20±0.05mg）植物样品SN001，在不同氧化温度下反应，记录样品进样后连续反应产生的离子流强度和δ13C值，考察样品是否反应完全，见表2。
表 2 不同氧化温度对反应的影响
Table 2 Influence of different oxidation temperature



植物样品中的碳素几乎都是有机态碳，无碳的矿物包裹体，所以相对易于氧化充分。由表2可以看出，850 ℃时植物样品即可充分氧化，无残留，与曹蕴宁等人［8］的研究结果相一致；且在温度达到950℃以上时，样品δ13C值更趋于稳定，不会产生碳同位素分馏。基于对植物样品的充分氧化，同时考虑到仪器系统对温度的要求， EA 1112系统开机通Carrier-He载气恒定2.5 h后升温，设置氧化柱温度为980 ℃，还原柱温度为640 ℃，吸水柱温度为40 ℃，对植物样品有机碳样品的氧化和CO2气体的纯化分离能达到较好的效果。
2.6 氧化炉氧化剂填料的选择   
EA氧化柱通常所选用的氧化剂填料，目前主要有两种：氧化铜一铜（CuO/Cu）和氧化铬一氧化钴（Cr2O3/CoO）。根据所测定样品的不同测试者选择其中之一作为填料。但据研究报道，Cr2O3/CoO的氧化能力优于CuO/Cu，用Cr2O3/CoO作为氧化柱填料能够更为真实地反映样品的同位素组成［7］，而且相对于氧化铜柱，Cr2O3/CoO柱在高温下不易破裂［9］。此外，通过长期实验观察发现，Cr2O3/CoO柱对于植物样品氧化较为完全，同时氧化剂使用时间也较长，还具有便于清理、更换的优点。据此，EA装置的氧化柱选用Cr2O3/CoO作为氧化剂填充料更为有效。