注意事项：
1.同位素交换反应：在一定条件下，标记 的铵盐可与大气发生反应：
15NH+
15N丰度高时应注意。
4
14 水溶液 + NH
3
14 + → NH
4
15 水溶液 + NH
3
14 13 12 2. 同位素效应：藻类对 C 、 C 、 C 的吸
收依次递减。
3.予测样品测定项目……
15 五、质谱和光谱测定 N原理
意大利天然硼酸盐
C
12C
捷克扑利兹石灰石
13C
1.108
99.635 0.365 大气中的氮气
N
14N 15N
O
16O
17O 18O
99.759
0.0374 0.2039
大气中的氧气
氮的同位素表
同位素
12N 13N 14N 15N 16N 17N 18N
射线种类 β β β β β
+ +
半衰期 0.011S 9.96m 7.1S 4.15S 0.63S
2.N素在不同部位分布的不均匀性
3.分析测定技术所能达到的精度。
15N 示 踪 法 引 入 N 素 肥 料 的 丰 度 计 算
参考公式
af = Wp• Rp• ap/Nf• RN
式中： af：N素肥料的原子百分超 Wp：植物总重量（待测） ap：植物样品中原子百分超 Rp：植物样品中含N百分率
Nf：施纯N量 RN：N肥利用率
5. 1947年9月在美国Wisconsin大学召开了“同位素
在生物学和医学中应用”专题讨论会，从此开始
了稳定性核素示踪技术应用的新纪元。
6. 近20年，稳定性核素示踪技术迅速发展，分离分析方 法取得了较大突破，13C、2H、18O、15N广泛应用于生物 学、医学、环保、农药、农学、微生物等研究领域。我 国先后分离了25种元素的100多种稳定性核素，例如：
B.蒸馏：
用蒸汽蒸馏将消化液中 NH3 分离出来， 并测定总N。 方法：消化液中加过量40%NaOH,释放的NH3 被蒸汽逐出，经冷凝后被 2% 硼酸吸收，加 入混合指示剂用标准硫酸滴定（设置一个 标准液）。 此步骤将NH3-N转变成了NH4+-N（铵态N）， 仪器分析适宜量1mgN/样品2-3ml(浓缩或稀 释) 。
2.分析样品的制备：
(1) K氏法（Kjeidali）
质谱分析常用法。
A. 样品的消化： （例： 0.05g 植样
+10ml 浓 H2S04+3.3gSe:CuSO4:K2SO4 为 1:10:100 混合催化剂→样液清亮再消煮 5h （土）或 2h( 植 ) ，温度 120-140℃。 样品予处理：水杨酸 —硫酸法：5g干土 或 0.5g 植样 +12ml 水杨酸：硫酸为 50g ： 1000ml 溶液中放置 30min ，再加 2.5g 硫 代硫酸钠和15ml 水，缓缓加热至停出起 泡→冷却→常规消化）。
4.无衰变，实验时间不受限制。
5.可进行放射性示踪法难以进行的实验。
例：N素中T最长的13N：T=9.096m
三. 稳定性同位素分析法的基本流程
同位素引入生物体
动植物原始样品
仪器所需的待测样品 进样过程
质谱分析法
记录
光谱分析法
实验结果分析
四
15 .影响 N引入丰度的因素
15 1.实验材料对 N的稀释程度。
15N标记化合物就有30余
种。
几个概念
稳定性同位素（Stable isotope） 丰度（Abundance） A 即某核在该组同位素中浓度(通常指人工加浓 了 的 )。 自然丰度（Natural abundaa） A自(AO) 15N：0.365%、18O:0.204% 原子百分超（Atom percent excess） a a = A-A自 又称富集度（Enrichment） 富集15N（Enriched15N） 贫化15N（Depeled15N )
核素
14N
15N
A （ %）
质量数
99.635
0.365
14
15
注意：由于同位素之间的质量差异，因此 它们的物理、化学、生物化学等性质会有 所不同，进行实验时，需注意同位素效应。
二. 稳定性同位素示踪法的特点：
1.无放射性，无辐射效应及不良影响。 2.安全、对人无伤害。
3.无污染，不受环境条件限制。
14N和15质量不同
质谱：把 N2 离子化为 28N-N2 ， 29N-N2 在均匀磁场中发生不同角度偏转 2 光谱：28N-N2：谱线波长为2976.8埃
29N-N
30N-N
，
30N-N
2
使其
2：谱线波长为2982.9埃
2：谱线波长为2988.6埃
-
1800的均匀磁场
加 速 电 压
出口
入口
六.供仪器待测NH4
+-N转化为N
气 : 2
在真空条件下，将上述样品与次溴酸钠 反应，放出 N 气（在质谱仪内进行）详
见书15N章节。
制样时注意：
1.所有试剂纯度要高。 2.消化要完全。
3. 防止样品间交叉污染（每个样品 蒸馏前用蒸馏15ml乙醇洗器皿）。 4.“Y” 型管及内部反应抽气须彻底， 防其它气体干扰。
一.稳定性同位素示踪法的基本依据：
1.自然界中一种元素同位素组成是相对恒定
2.同一元素的同位素具有相同的化学性质
3.同一元素的同位素之间存在质量差异
重要化学元素的稳定性同位素
元素
H
同位素
1H 2 H(D)
自然丰度
99.985 0.0147
样品来源
新鲜的表面淡水
B
10B 11B
18.46
81.54 98.892
自然丰度
99.635 0.365
稳定性同位素标记物的命名
1978年国际纯化学和化学联合会IUPAC的命名 法: 1. 结构式: 15[N]HCl 物质不存在) 或15NHCl（这样純的
2. 单标记化合物: H215N-CO-NH2 15N-尿素， 15 例如 N的丰度可为5%，10%，15%…… 3. 双标记化合物(一个同位素): H215N-CO-15NH2 尿素 4. 混合标记化合物: 尿素 ( 15NH2)13CO (13C15N)
1.对待测样品的要求：
(1) 因为测量的是不同质量离子流的相对含 量，因此，保证有一定的 N 量即可。一般要求 含N量1mg/ml最少不低于0.5mg。 (2) 仪器的本底检查。 (3)离子峰的选择（14N和15N的峰比28N、29N小 10倍，选28N、29N、30N）。 (4) 仪器精确度检查（检查去 O2 后的空气或 纯N气）。