有机化合物单体碳同位素广泛应用于环境变化、生命科学和食品科学等其他领域中的同位素示踪研究。分析样品涉及多种类型有机化合物，如正构烷烃、醇类、氨基酸、酮类、三嗪类和生物碱等，这些化合物不仅含有碳、氢和氧元素，也含有氮、硫、氯或其他元素。
最近，地球环境研究所刘卫国研究员团队在分析有机化合物单体碳同位素时，发现目前广泛使用的GC IsoLink-IRMS稳定同位素质谱仪系统没有独立还原炉，对含氮化合物碳同位素测定精度有较大影响。课题组通过技术改造，通过给GC IsoLink-IRMS质谱仪系统加装一个单独的还原炉，去除含氮化合物对碳同位素测定的影响。并比较了加装独立还原炉前后正构烷烃、脂肪酸甲酯、咖啡因和9-乙基咔唑等不同类型有机化合物的单体碳同位素测定结果，发现对于不含氮有机化合物（正构烷烃和脂肪酸甲酯），无论是否加装独立的还原炉，对测定的碳同位素值影响不大（其测定值与标准值之间的差值基本在0.5‰以内）。然而，对于含氮有机化合物，咖啡因国际标样（USGS61、USGS62）和9-乙基咔唑在没有独立还原炉时，碳同位素的测定值和标准值之间的差值较大（可分别达到1.0~3.71‰、1.78~2.19‰和0.39~1.13‰），而在加装独立还原炉后，它们测定值和标准值之间的差值明显降低（分别减小到-0.31~0.68‰，-0.44~0.06‰和-0.04~0.25‰）。因此，建议GC IsoLink-IRMS质谱仪系统需要一个独立的还原炉来有效消除NOx对CO2同位素测定的干扰，以提高含氮化合物δ13C测定的准确性。
相关成果最近发表在Rapid Commun Mass Spectrom上，曹蕴宁高级工程师为第一作者，刘卫国研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院和国家自然科学基金委等项目的联合资助。
图2. 咖啡因、9-乙基咔唑、C18脂肪酸甲酯和C21正构烷烃四种化合物在还原炉关闭和还原炉打开（650℃）时的碳同位素比值
