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主流的样品→气体同位素分析转化方法总结表格
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| 目标元素 | 产生气体 | 主要转化方法 / 装置 | 典型样品类型 | 工作原理简述 | 常见联用方式 | 典型精度示例（‰） | 备注 / 优缺点 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | CO₂ | 元素分析仪（EA）燃烧 | 有机固体、土壤、植物、动物组织 | 高温（~1000–1800°C）氧化燃烧 → CO₂ + N₂ + H₂O | EA-IRMS (CF) | δ13C ±0.1–0.3 | 最常用，适合 bulk C/N/S 分析 |
| N | N₂ | 元素分析仪（EA）燃烧 + 还原 | 同上 | 燃烧后 NOₓ 被 Cu 还原为 N₂ | EA-IRMS | δ1⁵N ±0.2–0.4 | 与 C 通常一起测 |
| S | SO₂ | 元素分析仪（EA）燃烧 | 硫酸盐、有机硫、矿物 | 高温燃烧生成 SO₂ | EA-IRMS | δ3⁴S ±0.3–0.5 | 需要专用填充物避免记忆效应 |
| H | H₂ | 高温裂解 / 转化（TC/EA 或 HTC） | 水、有机物、纤维素、酒类 | 1400–1450°C 玻璃碳管中还原：H₂O + C → H₂ + CO | TC/EA-IRMS | δ2H ±1–3 | 适合液体水和有机 H，需防记忆效应 |
| O | CO | 高温裂解 / 转化（TC/EA 或 HTC） | 水、有机物、碳酸盐、硅酸盐 | 同上，氧转化为 CO | TC/EA-IRMS | δ1⁸O ±0.2–0.5 | 与 H 常一起测，玻璃碳管易损耗 |
| H (水) | H₂ | H₂–H₂O 平衡法（GasBench） | 水、酒、果汁、生物体液 | Pt 催化剂下 H₂ 与 H₂O 同位素平衡 | GasBench II-IRMS | δ2H ±0.5–1 | 室温平衡，样品量大（>200 μL） |
| O (水) | CO₂ | CO₂–H₂O 平衡法（GasBench） | 水、碳酸盐溶解无机碳 | CO₂ 与 H₂O 长时间（~24 h）平衡 | GasBench II-IRMS | δ1⁸O ±0.05–0.1 | 最经典水氧方法，精度极高 |
| C (碳酸盐) | CO₂ | 磷酸酸解（Kiel 或 GasBench） | 碳酸盐、贝壳、珊瑚、牙齿 | H₃PO₄ + CaCO₃ → CO₂（90°C 恒温） | Kiel IV / GasBench | δ13C ±0.05–0.1 δ1⁸O ±0.08 | 微量样品（10–100 μg），高精度古气候首选 |
| C (挥发性有机物) | CO₂ | GC-燃烧（GC-C-IRMS） | 石油烃、PAHs、脂肪酸、挥发物 | GC 分离后在线燃烧炉氧化成 CO₂ | GC-IRMS | δ13C ±0.2–0.5 | 化合物特异性分析（CSIA），溯源强 |
| H (挥发性有机物) | H₂ | GC-高温裂解（GC-TC-IRMS） | 甲烷、醇类、烃类 | GC 分离后 1400°C 裂解成 H₂ | GC-IRMS | δ2H ±2–5 | 用于石油、天然气、污染物源解析 |
| N (硝酸盐) | N₂ | 细菌反硝化 + EA 或化学转化 | 水体硝酸盐、土壤提取液 | 细菌将 NO₃⁻ → N₂O，再热解为 N₂ | denitrifier + IRMS | δ1⁵N ±0.3–0.5 | 氮氧双同位素常用 |
| O (硝酸盐/硫酸盐) | CO | 高温裂解或化学转化 | 同上 | 硝酸盐/硫酸盐 → CO 或其他气体 | TC/EA 或专用装置 | δ1⁸O ±0.5–1 | 常与 δ1⁵N 结合用于污染源追踪 |
有机固体/土壤/生物 → EA-IRMS（C/N/S 一起测）
水样 H/O → GasBench（平衡法）或 TC/EA（直接裂解）
碳酸盐微样 → Kiel 装置（磷酸法）
单体/化合物特异 → GC-IRMS（C 或 H）
痕量气体/头空间 → GasBench 或直接气体进样
这些方法中，连续流（CF-IRMS）已成为主流（速度快、样品量小），而双进样（Dual Inlet）主要用于需要极高精度（<0.05‰）的场合（如古气候碳酸盐）。
https://blog.sciencenet.cn/blog-3549522-1525846.html
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