[发明专利]一种氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及同位素分析技术领域，具体为一种氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法。

背景技术

随着地球科学、环境科学、食品科学及医学研究不断的深入，传统的全样品同位素比值分析(BSIA)已经无法满足研究需求，而新型的有机单体同位素技术(CSIA)成为前沿的研究热点。CSIA方法可以被用来识别和追踪地下水、地表水和土壤有机污染。

监测有机污染物的降解过程和检验防治措施的效果，鉴别氯代有机物的生产厂商,追究有机污染事件制造者的相关责任，鉴定重大疾病的病灶来源等等用途。

随着卤代有机污染物的不断增多，CSIA技术中除了传统的碳(13C/12C)、氢(2H/1H)、氧(18O/16O)等稳定同位素外,氯(37Cl/35Cl)稳定同位素比值分析已经成为热点。

当前用来测试氯同位素比值的常用方法为气相色谱-同位素比质谱(GC-IRMS)法和气相色谱-质谱联用法(GC-qMS)，其采用的离子源均为电子轰击电离源。其样品前处理方法是将氯代有机物转化为氯甲烷(CH₃Cl)，然后再将转化产物送入质谱仪将其电离成CH₃Cl⁺，然后再进行质量分析和检测，由于这一转化过程本身非常困难，因此应用受到很大限制。为此，我们提出了一种氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法，该氯代羧酸类有机物中氯同位素的分析方法具体包括如下步骤：

S1：重氮甲烷发生：在常温下将包括氢氧化钾、卡必醇及乙醚混合物在内的混合液加入N甲基-亚硝基-对甲苯磺酰胺固体中制备重氮甲烷气体；

S2：重氮甲烷衍生：在常温并在氮气推动下将重氮甲烷气体与氯代羧酸有机物反应制备对应的酯类；

S3：气相色谱分离：将经过衍生所得的溶液注入一定体积至气相色谱中进行气化并完成色谱分离；

S4：负化学源电离：分离完成的目标物进入带有负离子采集模式的化学电离源内进行反应碰撞并电离，目标物直接被电离出富含同位素信息的氯负离子碎片；

S5：质谱检测：将电离产生的氯负离子在透镜的作用下进行聚焦，进入质量分析器中进行偏转分离，最终进入检测器进行定量检测；

S6：同位素值校正计算：质谱采集产生³⁵Cl、³⁷Cl负离子碎片得到离子束电流I₃₇和I₃₅,采用如下公式进行计算：

将R值与已知同位素标准值的同类标准物质进行比较计算，直接得出最终的δ³⁷Cl值：

其中为标准物质同位素值。

优选的，所述步骤S1中，混合溶液的加入方式为外部后加入的方式，即先将N甲基-亚硝基-对甲苯磺酰胺固体加入重氮甲烷发生器中，然后再通过装置外部的管路将混合好的氢氧化钾、卡必醇及乙醚混合溶液注入重氮甲烷发生器中。

优选的，所述S2中，重氮甲烷衍生的具体步骤如下：

S21：控制氮气气流的大小使之推动重氮甲烷气体流通于系统之中并保持其平稳性；

S22：将反应产生的重氮甲烷气体在氮气的带动下经气体分配器平均分配到六套衍生瓶中；

S23：在重氮甲烷活性气体的作用下有机物中的羧基、被甲基化，反应原理如下：

R-OOH+CH₂N₂＝R-OOCH₃+N₂

具体反应时，可以在此步骤中所使用的有关衍生瓶设备中增加由石英细砂制作的散气头，使得重氮甲烷气体与溶液接触的有效面积变大，稳定性增强。

S24：通过尾气吸收瓶使过量的重氮甲烷气体被作为相应的吸收剂乙醚吸收；

S25：利用专用风机使未被吸收的重氮甲烷气体及弥漫在空气中的有害气体均通过排气管路排出，减少环境污染。

优选的，所述步骤S3中，色谱柱采用弱极性毛细管色谱柱，在色谱分离过程中目标物衍生产物实现与杂质的分离提纯。