稳定同位素
稳定同位素地球化学研究：1.选题
2.样品采集：先明确样品本身的地质历史：如成矿期、成矿阶段、矿物的共生组合、生成顺序和交代关系等。明确地质背景的样品才有研究意义。
3.分析测试：样品要先做详细的光、薄片研究，确定生成顺序、后期蚀变、叠加作用、固相包体、固溶体分离关系。
然后把样品制备成适于质谱分析的形式，再送入质谱仪测得同位素比值。
4.结果解析：数据分析大体可分为简单类比（归纳）法和物理化学模型（演绎法）。
稳定同位素的研究常常假定的是同位素分馏平衡。但往往地质过程存在同位素不平衡现象。如深成岩中由斜长石-磁铁矿同位素分馏计算的温度远低于岩浆的固相线温度，反映亚固相条件下的氧同位素交换。
高级变质带不同矿物对记录的同位素温度不同程度低于其他地质温度计估计的温度，表明或者在顶峰变质时没有完全达到同位素平衡，或者在达到同位素平衡后，岩石在冷却过程中随温度下降同位素组成又发生改变，即所谓的退化同位素交换。
又如当发生水-岩交换作用时，长石易与外来流体（如大气降水）发生同位素交换，而石英和辉石能够保持高温岩石的氧同位素印记。
交换时间、交换速率、晶体的生长速率与晶体本身的同位素均一化速率、同位素原子从晶体边缘向内部运移的速率都会影响同位素的平衡。
同位素地质测温：同位素平衡温度T越低，两物相之间的同位素分馏越大，如碳酸钙-水古温度计。
同位素分馏系数方程中的参数A越大，指示两物相之间的同位素分馏越大，因此对温度的变化越灵敏，如石英-磁铁矿氧同位素测温。而石英-长石之间氧同位素的分馏对温度变化不灵敏，为其在示踪开放体系下的同位素交换中的应用奠定了基础。
同位素平衡的检查：
共生顺序与平衡顺序相同，则表示是在热力学平衡条件下，如果相反，则指示同位素不平衡状态、或者是不同阶段的产物，或者是不同温度下形成的。
碳同位素（13C）：白云石>方解石>CO2>石墨>CH4
硫同位素（34S）：硫酸盐》辉钼矿>黄铁矿>闪锌矿=雌黄铁矿>黄铜矿>斑铜矿>方铅矿>辉银矿
同位素地质温度计的注意事项：1.同位素平衡的检查，除了自身的数据的解释，还应结合岩相学观察和研究是否发生过其他的地质作用（例如围岩蚀变），因为其他地质作用也会改变矿物之间的同位素平衡状态。2.同位素分馏越大，同位素地质温度计越灵敏，共生顺序系列的两端或相距较远的成对矿物作地质温度计好。3.选择作为同位素测温的矿物对应该具有比较高的化学和同位素稳定性。如磁铁矿稳定性高，而长石易发生蚀变。4.矿物对挑选时要求纯度越高越好，避免相互干扰。因此，在分选或挑选样品前，必须进行光片或薄片鉴定，避免选用包含固体包裹体或固熔分离的矿物样品。5.内部结果的一致性以提高分析精度。6.选择同一方法或技术确定的分馏系数。
同位素地质温度计：O同位素：外部测温法：磷灰石-H2O；内部测温法：矿物-水、矿物-矿物。单矿物测温法：不同位置的O同位素的分馏、大气降水中沉淀的粘土矿物。
S同位素：方铅矿-闪锌矿：但四个不同校准的分馏曲线有差异，硫酸盐-硫化物矿物对最为灵敏，在高温变质矿床和地热体系中较好的应用，但是在热液矿床中常常未达到平衡。但是能够研究不同组分的混合作用。
C同位素：方解石-石墨矿物对最为常用，但校准的分馏曲线仍有一定的差别。尤其是低温下。
岩石缓慢冷却过程中，扩散控制氧同位素的交换再平衡说明矿物之间的不平衡同位素分馏判
断为开放体系条件下的流体渗滤作用，要考虑岩石中矿物集合体的类型。例如由石英、长石和镁铁质矿物组成的岩石来说，在其缓慢冷却的过程当中石英总是在较高温度下停止交换，而后长石和镁铁质矿物继续进行交换。其18δ的变化取决于两种矿物的相对含量，如果哪一种明显多，则18δ变化小（略有升高），另一种则明显降低。
1H（99.985%）、2D（0.015%），SMOW作为氢同位素标准位于“重”的一头，大部分岩石、
矿物和天然水的Δd<0‰
16O（99.762%）、17O（0.038%）、18O（0.200%），氧同位素标准SMOW居于全球氧同位素变异范围的中间。
稳定同位素示踪和测温在矿床地球化学研究中得到了成功的应用，主要表现在下三个方面：①成矿流体源区鉴
定；②矿物形成温度确定；③成矿地球化学机理推测
(1+r) δ13C=r13δC A+δ13C B，式中下标m、A和B分别表示混合物、流体A和B
r=m A/m B
假定在co2、溶液中的溶解碳物种与方解石之间存在瞬间同位素平衡，批式去气对流体
同位素组成的影响可表示为:δf
流体=δ
i
流体-(1-F1)*10
3lnαCO
2-流体
式中F1是C 去气后流体中元素的摩尔分数，αCO2-流体是C02与流体之间的同位紊分馏系数，和δi、δf
是
初始和最终的同位素比值
类似地，方解石批式结晶对流体同位紊的影响可描述为：δf
流体=δ
i
流体-(1-F2)*10
3lnα
方解石
-流体，式中
F2是方解石结晶后残留在流体中的元素的摩尔分数，上标i和f代表初始和最后
由于方解石沉淀是由c 去气引起的，因此存在下列近似关系：δf
流体=δ
i
流体
从流体中沉淀的方解石同位紊组成为：δ方解石
=δi流体+ F2*103lnα方解石-流体-(1-F1)*103lnαCO2-方解石
在瑞利分馏情况下，流体同位紊组成可用下式表示：δf
流体=δ
i
流体+lnF1*10
3lnαCO
2-流体
同样地，瑞利结晶对流体同位紊组成的影响可表示为：δf
流体=δ
i
流体+lnF2*10
3lnαCO
2-流体
这样，由于瑞利型去气一沉淀作用，从流体中沉淀的方解石同位紊组成为：δ方解石
=δi流体+
lnF1*103lnαCO2-流体+(1+lnF2)*103lnα方解石-流体
对于氧，热液流体一般以H20为主，CO
2
去气和方解石沉淀对流体氧同位素组成的影响并不明显。但对碳，这样的影响是显著的。方解石的形成要求流体必须有氧化的含碳物种，倒如C02(aq)、H2C03、[HC03]一和[C03] 。很明显，C02去气和方解石沉淀可以显著地影响流体的碳同位素组成。假定C02去气所丢失的碳的摩尔分数与方解石结晶所丢失的相等，则：
F1=1-x co2，：F2=F1-x co2=1-2x co2，式中x co2为去气CO2中碳的摩尔分数，则批式去气一沉淀模式下方解石的同位素组成为：
δ方解石=δi流体- x co2*103lnαCO
2-流体
+（1-2x co2）*103lnα方解
石-流体
对瑞利去气一沉淀模式，有：δ方解石=δi流体+ ln（1-x co2）*103lnαCO2-流体
+(1+ln（1-2x co2）)*103lnα方解石-流体
H2CO3作为主要的溶解碳物种：δC方解石=δi C流体+（1-2x co2）*103ln α方解石-CO2
δ18O
方解石=δ
18O
流体+（
1-2x1co2）*103lnα方解石-CO2-
x1co2103lnαCO2-
H2O
结论：，当去气CO2中碳的摩尔分数小于0。2时，批式和瑞利去气一沉淀模式给出基本一致的结果；当x co2大于0.2时，瑞利模式的δ13C值变化比批式模式大。
碳稳定性同位素分析食物网中能量流动审批稿
碳稳定性同位素分析食物网中能量流动 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
碳稳定性同位素分析食物网中能量流动 摘要：随着科学技术发展，稳定性同位素已经广泛应用在生态学研究的诸多领域。在研究食物网中能量流动关系时，稳定性同位素能提供更迅速、客观的分析。此次实验利用碳稳定性同位素技术对受到人类破坏或其他因素影响的选定区域分析其食物网中的能量流动，旨在研究该区域生物之间的能量流动关系，从而对该区域采取合理的保护措施。 关键词：碳稳定性同位素；食物网；能量流动；δ13C值 Carbon Stable Isotopeanalyzes Studies Energy Flux in Food Web ABSTRACT: Stable isotopehas been widely used in various fields in ecology studieswith the development of science and isotope can provide rapider and more objective analysis when researching energy flux relationship in the food web. In the process of this experiment, we analyze the energy flux relationship in the food web of the chosen areas that are destroyed by human beings or affected by other factors by means of carbon stable isotope technology, with the aim of researching the energy flux relationship among population in this area, consequently we can adopt reasonable protective measures in this areas. KEY WORDS: Carbon stable isotope；food web；energy flux；δ13C 一．研究背景 随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的扩展和增加，地球上的生物多样性逐渐降低。例如，持续不断地砍伐树木已经导致世界上大量树木物种面临灭种的危险；环境污染使得动植物的栖息地环境遭到严重的破坏，致使物种数量锐减[1]。在某一区域中，动植物数量的减少还有一个很重要的原因，即某些因素（例如栖息地减少和改变、滥捕乱猎、外来物种的引入、污染等[2]）导致该区域部分动植物数量的减少，而这进一步通过该区域的食物网影响到区域中其他动植物的种类和数量，进而对整个区域各种生物体造成影响。 食物网是在生态系统中的生物成分之间通过能量传递关系存在着一种错综复杂的普遍联系，直接反映生态系统的结构和功能[3]。生产者制造有机物，各级消费者消耗这些有机物，生产者和消费者之间相互矛盾，又相互依存。不论是生产者还是消费者，其中某一种群数量突然发生变化，必然牵动整个食物网。食物网是生态系统长期发展的进化过程中形成的。人类活动使生态系统中某一生物体种群数量遭到破坏，将使生态平衡失调，甚至是生态系统崩溃[2]。因此，研究食物网中生物的能量流动关系，对于维持生态系统的稳定、利用动物间的相互制约来减缓人类活动对生态系统的破坏具有重要的意义。
稳定同位素应用
高精度稳定同位素技术 同位素指质子数相同而中子数不同的同种化学元素，最常用的稳定同位素有碳-13 (13C)、氮-15(15N)、氢-2 (2H即氘) 和氧(18O)等。因为这些同位素比普通元素重1到2个原子量单位，所以也叫作重元素。稳定同位素(stable isotope) 就是天然同位素或非放射性同位素(non-radioactive isotope)，即无辐射衰变，质量保持永恒不变。稳定同位素在自然界无处不在，包括所有化合物、水和大气，所以也就自然地存在于动植物和人体内。其物理化学性质与普通元素相同，所以可用作示踪剂来标记化合物用于科学研究、临床医学和药物生产等几乎所有自然领域。由于没有辐射污染，稳定同位素示踪剂可以用于任何对象，包括孕妇、婴儿和疾病患者，无论是口服还是注射，都绝对安全。 稳定同位素技术的另一特点是其测试定量的高精度和超高精度，达到PPM级（即百万分之一精度)，而且同时也测定了化合物的浓度，事半功倍，且降低了测试误差。现在，利用同位素技术人们可以同时测定多个不同的样品，从而提高测定效率。这些高效率、高精度的特点是放射性同位素等技术所不可比拟的。 稳定同位素技术的第三个特点是其示踪能力的微观性和灵活多变性。微观性是指它可以用来标记、追踪化合物分子内部某个或多个特定原子，比如葡萄糖分子中各个原子在人体内的不同代谢途径, 哪些原子进入三羧酸循环产生能量，而哪些原子进入脂肪代谢途径参与脂肪合成。多变性是指通过对同位素标记位点的合理选择和巧妙设计来追踪、定性定量测定化合物的不同代谢途径或者生成过程。 由于以上特性，自上世纪中叶特别是70年代以来稳定同位素技术在科技先行国家被广泛应用于医学、营养、代谢、食品、农业、生态和地质等研究和生产领域。近年来在药物研发生产以及新兴的基因工程、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabolomics) 和代谢工程(metabolic engineering) 等前沿领域，稳定同位素技术已成为一种应用广泛、独特高效甚至必须的技术，显著地提高了解决科学问题的能力和生产效率。最新近的例子是德国科学家用碳13氨基酸通过三代喂养成功地标记了动物全身的所有蛋白质而获得了细胞代谢的重要发现。这一崭新的技术堪比当年的聚合酶连锁反应技术(PCR), 必将迅速得到广泛的推广和应用，有力地推动生命科学的发展。稳定同位素在自然界的无所不在意味着该技术应用的普遍性，有大自然显微镜的独特功能，将揭开越来越多的大自然和人体的奥秘。
岩气稳定同位素连续流分析技术研究样本
页岩气取样及其烃类、二氧化碳、硫化氢等C、H、O、S 同位素连续流 分析技术研究 1、国外现状 烃类碳氢同位素组成的分析技术一直是困扰同位素地球化学研究和应用的关键问题之一。20世纪90年代之前, 对天然气等有机质碳氢同位素的测试是首先将天然气制备成CO及H2,然后送质谱分析。步骤为：将天然气在气相色谱仪(GC)中分离出CH、CH CsH、CM。等；将甲烷及其同系物逐个在高温下的过量氧气中燃烧为CO和H2O;将产生的水在高温下用锌、铀或者镉还原法制备成H2;最后将CO及H2样品管分别与同位素质谱计(IRMS)联接,进行碳氢同位素测试。此方法的工序繁多, 重复性差, 在控制严格的条件下, 碳氢同位素标准偏差可控制在1%o及5%0以内。 大气中CO碳氧同位素的分析始于上个世纪中后期，国外专家利用传统的双路方法分析, 使用超过400ml 的空气来提取CO2。1990 年, 科罗拉多大学稳定同位素实验室采取了大量的空气样品, 进行CO2 的碳稳定素研究, 用VG SIRA Series II 双路质谱仪能够得到 C O同位素的精度分别为0.3 %。、0.5 %°。 对于硫化氢而言, 硫同位素是研究其成因的最有效手段。由于硫化氢极强的腐蚀性, 需要在现场将其转化为稳定的硫化物, 方可送入实验室分析。在天然气的试气现场, 在各项安全保护措施到位的情况下, 可将高含硫化氢页岩气经过导管输入到饱和的乙酸锌(Zn(CH3COO2)?2HO)溶液中，反应后形成大量白色ZnS 沉淀物,带回实验室烘干，将样品中的硫转化为SO,采用Finnigan MAT公司的MAT251同位素质谱仪，进行质谱分析，最后测量获得硫化物的S 34S值，分析精度为±0.2%。 随着质谱技术的发展, 国外于上世纪末出现了在线连续流技术, 对页岩气烃类、二氧化碳、硫化氢等C、H、O、S 同位素的测定更为高效, 便捷。 20世纪90年代后期, 随着对碳氢同位素研究的需要, 高精度专用质谱仪器得
稳定同位素样品处理技术
稳定同位素样品处理技术 1、固体样品 固体样品在进行同位素质谱分析之前必须进行干燥、粉碎、称量等处理步骤。 1.1干燥 样品可以放在透气性好，而且耐一定高温的器具或取样袋中，然后在60~70℃的干燥箱进行干燥24~48小时。 注意：烘干的样品要及时研磨或者保持干燥，否则有返潮现象，给磨样造成困难，而且影响同位素数据。 1.2酸处理 将土壤样品适当粉碎（为了更好的反应），放在小烧杯中，倒入适量浓度的盐酸（浓度一般用0.5mol/L），这时会发现有小气泡冒出，这是盐酸与土壤中的无机碳反应产生的CO2，用玻璃棒搅拌使反应更完全，可以间隔1小时搅拌一次使之充分反应。反应至少6小时，除去土壤中的无机碳，沉淀，倒掉上层清夜；再用去离子水搅拌洗涤，沉淀，倾倒上层清夜，重复3~4次，充分洗净过量盐酸；然后烘干土壤样品（条件同上）。 注意：测定碱性土壤中的有机C同位素，在干燥之前需要进行酸处理。因为采集的土壤样品中含有无机碳，会影响到我们需要的数据。 1.3粉碎 经过烘干的样品需要粉碎才能进行分析，为了保证样品的均匀，粉碎程度至少要过60目的筛子。粉碎可以用研钵、球磨机或混合磨碎机来等来处理。 1.4样品整理 磨好的样品放在合适的包装里，如小瓶子、小信封或自封袋里，最好密封保存。以数字和英文字母做标记区别样品。 1.5称量 经过干燥和粉碎处理的样品在分析之前还得放在锡箔帽中称量。用微量分析天平（同位素实验室专用），样品量可以精确到0.001mg （百万分之一天平）。称样前，先将所需工具及样品排放好，所需工具包括样品垫、样品盘、镊子、勺子。先调天平平衡，看水泡是否在圆圈内，在圆圈内则表示天平平衡。在称量过程中尽量不要碰桌子，减少对天平的影响。称量时，先将锡帽放进天平内，等天平显示的数字稳定时调零，然后将锡帽取出放在样品垫上，放适量样品至锡帽中，样品的量根据测定的同位素以及样品中的含量而定。称量最终质量并作记录。然后将锡帽团用镊子或拇指和食指轻轻用力团成小球。已经称量并用锡箔包好的样品放在专门的样品盘里，并附带一份质量表格，保存。 注意：任何时候不能由裸露的双手触摸样品或锡帽。若用手操作，须带上无尘橡胶手套。并确保包好的样品没有泄漏。样品盘中样品的标记对应记录本上的标记。（只要同位素比率值的不需要记录质量数，而需要全N或全C量的则需要记录质量数）。
第十讲稳定同位素地球化学
第十讲 地质常用主要稳定同位素简介 18O Full atmospheric General Circulation Model (GCM) with water isotope fractionation included.
内容提要 ●基本特征●氢同位素●碳同位素●氧同位素●硫同位素
10.1. 传统稳定同位素基本特征 ?只有在自然过程中其同位素分馏变化为可测量范围的元素，才能应用于地质研究用途，这些元素的质量范围多<40； ?多为能形成固、气、液多相态物质的元素，其稳定同位素组成可发生较大程度变化。总体上，重同位素趋于在结合紧密的固相物质中富集；重同位素趋于在氧化价态最高的物相中富集； ?生物系统中的同位素变化常用动力效应来解释。在生物作用过程中(如光合作用、细菌反应及其它微生物过程)，相对于反应初始组成，轻同位素趋于在反应生成物中富集。
10.2. 氢(hydrogen) ?直到1930年代，人们才发现H不是由1 个同位素，而是由两个同位素组成： 1H：99.9844% 2H(D)：0.0156% ?在SMOW中D/H=155.8 10-6 ?氢还有一个同位素氚(3H)，但为放射性核素，半衰期仅为~12.5y。
10.2.1 氢同位素基本特征 ?与多数重元素的同位素组成不同，太阳系物质具有高度不均一的氢(氧)同位素组成，尤其是内地行星与彗星之间； ?1H与D同位素间质量相对差最大，在地球样品中表现出最大的稳定同位素变化(分馏)范围； ?从大气圈、水圈直至地球深部，氢总是以H O、OH-， 2 H2、CH4等形式存在，即在各种地质过程中起着重要作用； ?氢同位素以 D表示，其同位素测量精度通常为0.5‰至2‰(相对其它稳定同位素偏低)。
稳定同位素技术的发展及其应用
核技术与核安全课程作业 稳 定 同 位 素 技 术 的 发 展 及 其 应 用
原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子称为同位素，它们处在周期表上的同一位置，可分为稳定性同位素和放射性同位素。放射性同位素的原子核是不稳定的，它通过自发的放出粒子而衰变成另一种同位素。而不具有放射性的同位素称为稳定同位素，其中一部分是由放射性同位素通过衰变后形成的稳定产物，称为放射成因同位素；另一部分是天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳定，迄今为止还未发现它们能够自发衰变形成其他同位素。自然界中共有1700余种同位素，其中稳定同位素有270余种。有的元素由很多的稳定同位素组成，如第50号元素锡含有10个稳定同位素；而有的稳定同位素却仅仅只有一个稳定同位素，如元素氟、钠等。 稳定同位素较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点，在地质、生态、医药、农业等领域研究中得到广泛应用。 1.稳定同位素技术的发展过程 稳定同位素的发现比放射性同位素要晚一些，1912年汤姆孙用电磁分析器（近代质谱计的雏形）才第一次确定了氖-20和氖-22的存在；1927年发现了氧的稳定同位素O 17和O 18 ；1932年发现了重氢（D ）。1936年尤里等用精馏法从水中富集了O 18，随后又用化学交换法富集了Li 8，C 13，N 15和S 34，不但证实了早年发表过的有关分离的计算理论，同时也发现了化学交换法对大量分离轻同位素很合适的。与此同时也采取了几种物理方法分离了若干种同位素。 在1930-1941年期间稳定同位素分离还处于探索阶段，此时尚无工业规模的生产，少量分离物只是提供研究同位素本身的核性质以及作为示踪原子用。到20世纪50年代后期，由于科学技术的进步及稳定同位素特殊性质的逐步显示，才使之得以迅速发展。我国稳定同位素的研制工作起步于50年代中，60年代首先在农业上获得应用。之后，在医药学中的应用也取得初步成果。目前，我国已有一支稳定同位素的研究、生产机应用的技术队伍，个别产品进入了国际市场。 2.稳定同位素分析技术 稳定同位素分析是分离研究、生产和应用的前提，它是稳定同位素科学技术中不可缺少的组成部分。其中最重要的方法是质谱分析，它用于同位素分析已有70年历史，是经典、常用，准确的方法，适用于各种元素同位素质量和浓度测定以及物质成分和结构分析。近来在样品引入、离子源、分析器以及检出系统等四个主要方面都有重大的改进。在样品引入部分加上气相色谱，构成色质联用仪器，可以分析复杂混合物样品而不必转化为简单气体。此外，现在又出现高压液相色谱与质谱联用的更新技术。在离子化方面出现了许多新型离子化型式，如化学离子化，在离子源中产生的离子基本上是分子离子，谱线要比普通的电子轰击离子化单纯得多，大大提高了检测灵敏度。又如场致离子化和场解吸离子化，它们都是不直接轰击样品分子，是一种软离子化技术，不出现离子碎片，基本上没有同位素效应的干扰问题，可以直接分析多成分的混合物样品，而且不必像GC-MS 那样需要引入适合于气相色谱的诱导体，所以操作更为简单。这对多重标记物的分析十分有利，能测定稀释了一百万倍的样品，最小检测量可低到fs(1510 g)。此外，还有激光离子化、大气压离子化和多点场离子化等。在分析器方面，除了磁场偏转形式外，还有一种简便的四重极质量过滤器，它是用四根圆棒电极(最好是双曲线断面型式)代替了笨重的磁铁。对角线上两根电极互成一对，分别加上高
利用氮稳定同位素比的氮循环解析利用氮稳定同位素比的氮循环解析
利用氮稳定同位素比的氮循环解析 Nitrogen cycle study by 15N natural abundance 木庭启介 Keisuke Koba 青年人才培养基地 特任副教授 Associate Professor, Strategic Division of Young Researchers 研究领域：环境 Keywords: Nitrogen, nitrification, denitrification, isotope URL ：http://www.tuat.ac.jp/~keikoba/ 1. 研究研究（（技术技术、、开发开发））简介 ·背景与目的 由于氮限制着植物的生长，而且近年来氮的大气沉淀不断增加，生态环境中氮含量过高（氮饱和状态），因此有很多针对氮循环的研究。我们认为，可以利用微量的样本测定对氮循环解析非常有用的15N 自然存在比，再将其应用到各种生态类用途。 ·内容内容（（研究研究、、技术技术、、开发开发））说明 以前一直作为N2气体测定的氮同位素比换为大气浓度更低的N2O 测定后，需要的样本量减少为以前的1/1000。实际上，利用反硝化细菌或叠氮化氢可以将氮化合物100%转换为N2O ，再测定氮稳定同位素比。 2. 研究研究（（技术技术、、开发开发））的独创性 ·与其他方法与其他方法（（产业方面的竞争技术产业方面的竞争技术））之间的区别等 在传统的元素分析计-稳定同位素质量分析计的组合中，需要100微克左右的样本，但在我们的系统中，通过作为N2O 测定，仅用0.1微克左右的氮便可测定。 3. 今后的展开 ·关于设想中的市场及对其所做的贡献等 在污水处理厂等氮循环非常动态的生态环境以及食品产地判定等测定要求严格的场合，我们的微量同位素比测定系统将更为有效。另外根据有机栽培和无机栽培蔬菜所用氮源的氮（氧）同位素比不同的原理，准确判别蔬菜产地也将变为可能。
比较蛋白质组学研究中的稳定同位素标记技术
进展评述 比较蛋白质组学研究中的稳定同位素标记技术 刘新1,2 应万涛1,2 钱小红1,23 (1军事医学科学院放射与辐射医学研究所 北京 100850;2北京蛋白质组研究中心 北京 102206) 摘 要 比较蛋白质组学是指在蛋白质组学水平上研究正常和病理情况下细胞或组织中蛋白质表达变化,以期发现具有重要功能的生物标识物,为疾病的早期诊断提供依据。近年来它正成为蛋白质组学研究的热点和发展趋势。比较蛋白质组学的研究方法和策略有多种,本文就最近几年来稳定同位素标记技术(体内代谢标记技术和体外化学标记技术)在比较蛋白质组学研究中的进展进行综述。 关键词 比较蛋白质组学 稳定同位素标记 体内代谢标记 体外化学标记 Application of Stable Isotope Labeling in Comparative Proteomics Liu X in1,2,Y ing Wantao1,2,Qian X iaohong1,23 (1Beijing Institute of Radiation Medicine,Beijing100850; 2Beijing Proteome Research Center,Beijing102206) Abstract C omparative proteomics is the research of protein expression changing between normal and pathological cell or tissue on the proteome level.P otential biomarkers w ould be discovered from the research by comparative proteomics, which will be helpful to the diagnosis and therapy of diseases.In the recent years,it has been becoming the hot spot of the proteomics research and many strategies used in comparative proteomics have been developed.During those approaches,the strategies based on stable is otopic labeling coupled with mass spectrometry have been extensively used and lots of success ful applications have been reported.In contrast to the traditional radioactive is otope labeling method,stable is otope labeling technique was not radioactive and the operation is simple.Metabolic labeling in viv o and chemical labeling in vitro are tw o parts of stable is otope labeling technique,which both have various advantages and disadvantages.This paper reviewed the progress of stable is otope labeling technique in comparative proteomics. K ey w ords C omparative proteomics,S table is otope labeling,Metabolic labeling in viv o,Chemical labeling in vitro 随着人类基因组精确图谱的公布,基因组功能的阐明已经成为生命科学研究中一项极重要的任务[1]。蛋白质是基因的最终产物同时也是基因功能的最终执行体,因而人类基因的表达及其功能有待于在蛋白水平上揭示。蛋白质组学的研究目的是分离和鉴定组织或细胞中的所有蛋白质。生物体在生长发育过程中,基因组是相对稳定的,而蛋白表达是高度动态变化的,并且具有严格调控的时间和空间特异性[2]。为了研究生物体在不同状态下表达的所有蛋白质的动态变化,比较蛋白质组学应运而生,即在蛋白组学水平上,研究在正常生理和病理状态,或受到不同的外部环境刺激下,或在突变等因素影响下,蛋白质表达的变化情况,以期发现生物体内关键的调控分子及与疾病相关的蛋白质标志物,最终为疾病的防诊治、新型疫苗的研发等提供理论依据。 为了研究蛋白质表达的动态变化,基因表达检测技术,如微阵列法[3]、DNA(脱氧核糖核酸)芯片法[4]等曾被广泛使用。这些方法虽然能够实现对mRNA(信使核糖核酸)进行定性和定量分析,但 刘新 男,27岁,博士生,现从事比较蛋白质组学研究。 3联系人,E2mail:qianxh1@https://www.360docs.net/doc/f015145612.html, 国家自然科学基金(20505019、20505018)、国家重点基础研究发展规划项目(2004C B518707)和北京市科技计划重大项目(H030230280190)资助项目 2006207220收稿,2006209221接受
稳定同位素比例质谱仪(IRMS)的原理和应用
稳定同位素比例质谱仪（IRMS）的原理和应用 祁彪，崔杰华 （中国科学院沈阳应用生态研究所农产品安全与环境质量检测中心，沈阳，110016）同位素质谱最初是伴随着核科学与核工业的发展而发展起来的，同位素质谱是同位素地质学发展的重要实验基础。当前我国同位素质谱技术已深入到矿床同位素地球化学、岩石年代学、有机稳定同位素地球化学、无机稳定同位素地球化学等各个方面，并在国家一系列重大攻关和研究课题中发挥重大作用，如金矿和石油天然气研究、水资源开发等。稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进一步了解，使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。与其它技术相比，稳定同位素技术的优点在于使得这些生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰（如没有放射性同位素的环境危害）的情况下进行。有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。现在，有许多农业研究机构和大学，已经开始使用高精度同位素质谱计从事合理用肥、果实营养、固氮分析、农药毒性、家畜气候对作物的影响以及食品质量控制等多方面的研究工作。与原子能和地质研究工作相比较，在农业和食品方面应用同位素方法从事科研和检测工作，正处于方兴未艾阶段，随着人类社会发展，对农业的要求越来越高，今后大力开展和普及用现代化方法研究农业增产、改善果实质量以及进行食品质量控制检测的工作前途无限广阔。 一、有关同位素的基本概念 1、同位素（Isotope） 由于原子核所含有的中子数不同，具有相同质子数的原子具有不同的质量，这些原子被称为同位素。例如，碳的3个主要同位素分别为12C、13C和14C，它们都有6个质子和6个电子，但中子数则分别为6、7和8。 2、稳定同位素（Stable isotope） 同位素可分为两大类：放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope）。 凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素。 无可测放射性的同位素是稳定同位素。其中一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物。例如206Pb 和87Sr等。另一大部分是天然的稳定同位素，即自核合成以来就保持稳定的同位素，例如12C和13C、18O 和16O等。与质子相比，含有太多或太少中子均会导致同位素的不稳定性，如14C。这些不稳定的“放射性同位素”将会衰变成稳定同位素。 3、同位素丰度（Isotope abundance）
稳定同位素技术的应用
稳定同位素技术的应用 稳定同位素是元素周期表中某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素，目前地球上发现的稳定同位素共有200多种。现在稳定同位素技术还已经应用于医学、农业和环境科学等各领域。 稳定同位素的常规分析方法主要有：质谱法、核磁共振谱法、气相色谱法、中子活化分析法、光谱法等。 1.稳定性同位素探针技术 将稳定同位素运用于微生物中的技术主要是稳定性同位素核酸探针技术，稳定性同位素核酸探针技术是将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能耦合分析的有力工具。由于自然环境中微生物具有丰富的多样性，在整体水平上清楚认知复杂环境中微生物群落生理代谢过程的分子机制具有较大难度。而稳定性同位素核酸探针技术则能有效克服这一难点，在群落水平揭示复杂环境中重要微生物生理生态过程的分子机制。 稳定性同位素核酸探针技术的基本原理与DNA半保留复制实验类似、主要区别在于后者以纯菌为研究对象，证明子代DNA源于父代DNA，而前者主要针对微生物群落，揭示复杂环境中参与标记底物代谢过程的微生物作用者。一般而言，重同位素或轻同位素组成的化合物具有相同的物理化学和生物学特性，因此，微生物可利用稳定性重同位素生长繁殖。 2.稳定同位素标记的相对定量与绝对定量方法 2.1稳定同位素标记的相对定量方法 稳定同位素在蛋白质组学中也有重要的应用。根据同位素引入的方式，基于稳定同位素标记的蛋白质组定量方法可以分为代谢标记法、化学标记法和酶解标记法。采用不同方法，标记同位素的样品在不同步骤混合；越早混合，样品预处理步骤引入的误差越小，定量的准确度越高。 代谢标记是指在细胞或生物体成长过程加入含有稳定同位素标记的培养基，完成细胞或生物体标记的方法。该方法是在细胞培养过程中加入稳定同位素标记的必需氨基酸，使得每条肽段相差的质量数恒定。与15N方法相比，由于肽段的质量差异数与氨基酸种类和数目无关，因此简化了相对定量分析的难度。 除代谢水平标记外，通过体外化学标记引入同位素是一种非常有价值的蛋白质组相对定量方法；适用于细胞、体液、组织等多种样品分析。现有的化学标记试剂多数通过与氨基或巯基反应引入稳定同位素。最常用的是基于N -羟基琥珀酰胺化学和还原胺反应。 18O标记是目前酶解标记的唯一方法。采用该方法仅需要在酶解过程中使用H218O。18O标记既可用于非修饰蛋白质组的相对定量，而且也可以将肽段末端的
在澳大利亚的降水稳定同位素
在澳大利亚的降水稳定同位素 Jianrong Liu,1,2Guobin Fu,1,3Xianfang Song,1Stephen P. Charles,1,3Yinghua Zhang,1Dongmei Han,1and Shiqin Wang1 2010年4月22日收到；2010年7月修订；2010年8月被接受；2010年12月7日出版 [1 ]在1962到2002的降水从全球降水同位素观测网（GNIP）的七家澳大利亚站点得到稳定氘(δD)和δ18Ｏ同位素数据被用来研究同位素特征包括时间和空间在澳大利亚不同地区的分布。在1534个样本的基础上，当地站点降水线(LMWL)被确定为δD=7.10δ18Ｏ+8.21.δ18Ｏ显示从北向中部和南部澳大利亚（大陆效应）和从西到东耗尽的趋势。降水量一般大于温度的影响的影响，二次或对数相关描述D / T和D／P比线性关系。非线性逐步回归确定每个站控制的气象因子，解释50%或更多δ18Ｏ的变化。地理因素和δD控制δ18Ｏ的关系：δ18Ｏ（‰）＝0.005纬度或?0.034经度（°）-0.003高度（米）-4.753，进而表现出特别的降水形成条件主要有四个季节性降雨区。最后，证实δ18Ｏ小波相干（WTC）和SOI之间的ENSO影响了从东到西和北澳大利亚。 引用: Liu, J., G. Fu, X. Song, S. P. Charles, Y. Zhang, D. Han, and S. Wang (2010), Stable isotopic compositions inAustralian precipitation, J. Geophys. Res. , 115, D23307, doi:10.1029/2010JD014403. 1.引言 [2]用稳定氘和氧18降水同位素来探测水汽源[Celle‐Jeanton et al. , 2004; Iqbal, 2008], 地下水补给[ Tsujimura et al., 2007a]和地表水和地下水之间的相互作用[ Singleton et al., 2005; Songet al., 2006]是很有用的。系统调查降水同位素精度这样的应用程序是一个先决条件，降水是最重要的输入水文系统和气候系统的主要因素之一[Harvey and Welker, 2000]。为了在全球范围内获得系统和 连续稳定的同位素数据，1961年，国际原子能机构(IAEA)和世界气象组织(WMO)联合推出了全球降水同位素观测网(GNIP)。Dansgaard首先回顾GNIP数据,有关观测降水同位素组成的环境参数（如表面空气温度,降水,纬度、海拔高度和距离海岸）。一系列后续的研究[ e.g ., Yu rtsever and Gat, 1981; Rozanski et al., 1993; Araguás -Araguáset al., 2000]一般确认了这些实证结果。目前，GNIP项目已经从44个国家的大约100站扩展到800个国家超过800个站。一些国家把多个站,形成一个全国性的降水同位素网络[e.g.,Welker, 2000; Kralik et al. , 2003; Schürch et al., 2003;Liu et al., 2010; P. Fritz et al., 降水和地下水同位素组成在加拿大,论文发表在国际研讨会，1987]收集到的数据被广泛应用在各种不同的水文和气象研究。美国的一些研究调查同位素的变化包括降水[e.g., Wel ker , 2000; Harvey and Welker , 2000; Iqbal, 2008], 地表水[Kendall and Coplen , 2001; Gosselin et al., 1997; Lachniet and Patterson,2009], 和土壤水分[ Roberts on and Gazis, 2006]。在
轻元素稳定同位素的标准评述
轻元素稳定同位素的标准评述 厦门大学海洋系 郭卫东 提 要 标准物质在稳定同位素分析的质量保证体系以及分析数据的可比性方面起着关键性作用,因此标准物质的研制具有重要意义。本文评述了国际上在轻元素(氢、碳、氮、氧和硫)稳定同位素标准物质研制方面的最新进展。 关键词 稳定同位素 标准物质 轻元素 随着高分辨率质谱技术的出现和不断完善以及制样技术的提高,氢、碳、氮、氧和硫等轻元素的稳定同位素在地质、海洋以及近年来在环境科学等诸多学科领域中得到了广泛应用。其中标准物质是稳定同位素分析质量保证体系的重要环节,同时也是使不同稳同实验室的分析数据统一到同一基准从而具有可比性的根本保证,因此研制适宜的稳定同位素标准物质其重要性是不言而喻的。国际上由国际原子能委员会(I A EA)下属的同位素水文学部统一负责稳定同位素标准物质的研制、管理和分发工作,并不定期召开会议讨论决定有关事宜。本文介绍目前国际上在氢、碳、氮、氧和硫稳定同位素标准物质研制方面的一些最新进展。 一、稳定同位素的基准 轻元素的稳定同位素组成都用?值表示,因此稳定同位素的基准即是?标尺的“零点”,也叫一级参考标准(P ri m ary R ef2 erence Standard),它是以同位素组成均匀稳定、同位素比值大致为其天然同位素组成变化范围中间值的天然物质为基础经国际公认所确定。基准的建立对确保分析数据的可比性发挥了至关重要的作用。但随着时间的推移,有些基准物质已用完,有些基准物质的均匀性或稳定性受到怀疑,还有些基准物质原本就不存在,从而给实际分析对比工作带来困难。I A EA认识到这些问题的严重性,以校准物质(Calib rati on M aterial)为基础,建立了一套新的参考基准。所谓校准物质,是指同位素组成通过 33333333333333333333333333333333333333 学和年代学等理论和技术方法的完善是海洋事件地球化学得以发展和完善的前提。 (3)向高精度定量方向发展 今后海洋事件地球化学将以精确给出各类事件的地球化学标志和精确厘定各类事件年龄为目的,对各类事件的认识将向高精度定量方向发展,从而使得海洋事件地球化学研究真正成为能够解决重大海洋地质问题,影响相关学科发展的一门边缘学科。 — 4 —
碳氢氧氮稳定同位素在生态学中的研究案例
碳氮氢氧稳定同位素示踪技术在生态系统研究案例稳定同位素作为示踪剂广泛应用于生态循环和大气循环中的相关研究。研究人员通过测量空气、植物和土壤中的稳定性同位素组成，进而研究传统生态学无法解释的复杂生态学过程，例如：碳同位素用于分析生态系统CO2循环，区分碳通量研究中各组分的贡献率，确定不同物种对全球生产力的分配和贡献；氢氧同位素用于分析植物对土壤水分的利用效率，进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散；氮同位素用于分析植物及生态系统的氮素循环，通过反硝化细菌转化成N2O，根据15N在N2O分子的不同位置，可以示踪N素循环的不同化学反应过程。在这些生态研究中，要求使用的设备同时具备高环境耐受性、高精度、高测量速度及宽量程等特点。 美国Los Gatos公司采用专利的OA-ICOS技术（第4代CRDS技术）设计的一系列稳定同位素分析仪，具有操作温度范围宽、量程宽、高速、高精度的优点。能够满足实验室野外多点长期同步监测、不同高度长期同步监测等研究的需要。其与其他传统测量方法相比，改进了对外界温度、压力变化比较敏感的缺陷，具备无法比拟的优势，适用范围也大大得到扩展。 一、测量原理 LGR：采用OA-ICOAS技术，符合Beer-Lambert定律，通过测量光损失来确定未知物质的浓度；通过改变入射激光的波长，一次扫描测量需要的全部光谱，每秒300次测量，做平均，从而保证了多点连续监测的同步性以及高精度性。 特点：1、测量速度非常快，每秒300次全光谱扫描取平均，测量速度及精度远超传统质谱仪； 2、一次扫描测量全光谱，实时显示光谱曲线，即使温度压力的变化引起峰漂移 也不会影响到峰面积的变化； 3、离轴的光腔设计，避免反射光与入射光直接的相互干扰，信噪比低； 4、通过峰面积来计算位置物质的浓度，所以测量范围很宽； 二、 试验方案 1、碳氧稳定同位素示踪设计方案 1.1土壤-植物根系呼吸的区分 利用土壤、植物根系呼吸产生的CO2中13C同位素信息，可以区分它们各自在总呼吸中所占的比例，同时对18O同位素进行监测，使得多混合源的同位素区分成为可能。
食品真实性领域稳定同位素技术标准一览
食品真实性领域稳定同位素技术标准一览 颁布年份方法产品组分仪器应用同位素1987OIV, recueil des méthodes d'analyse葡萄酒乙醇SNIF-NMR D/H, 1990EC regulation 2676/90, annex 8葡萄酒乙醇SNIF-NMR D/H 1991AOAC method 991.41蜂蜜蜂蜜、蛋白质IRMS13C/12C 1992AOAC 992.09浓缩橙汁水IRMS18O/16O 1993CEN (TC174 N108, ENV 12140)果汁蔗糖IRMS13C/12C 1995AOAC Official method 995.17果汁乙醇SNIF-NMR D/H 1996OIV Resolution OENO 2/96葡萄酒水IRMS18O/16O 1997EC Regulation No. 822/97葡萄酒水IRMS18O/16O 1997CEN (TC174 N109, ENV 12141)果汁水IRMS18O/16O 1997CEN (TC174 N109, ENV 12142)果汁水IRMS D/H 1998AOAC 998.12蜂蜜蜂蜜、蛋白质IRMS13C/12C 1998BS DD ENV 13070-1998果汁果浆IRMS13C/12C 2000AOAC Official method 2000.19枫树蜜乙醇SNIF-NMR D/H 2000AOAC 44.5.17枫树糖浆糖IRMS13C/12C 2001OIV Resolution OENO 17/2001葡萄酒乙醇IRMS13C/12C 2002GBT18932.1蜂蜜蜂蜜、蛋白质IRMS13C/12C 2003EC No 440/2003，annex 2葡萄酒乙醇IRMS13C/12C 2004AOAC method 2004.01果汁、枫树蜜乙醇IRMS13C/12C 2005OIV Resolution OENO 7/2005起泡葡萄酒CO2IRMS13C/12C 2006AOAC method 2006.05香兰素香兰素SNIF-NMR D/H 2009OIV Resolution OENO 353/2009葡萄酒水IRMS18O/16O 2009OIV Resolution OENO 381/2009葡萄酒、烈性酒乙醇IRMS13C/12C 2010OIV Resolution OENO 343/2010葡萄酒甘油IRMS13C/12C
稳定同位素质谱仪的应用
稳定同位素质谱仪的应用 一、地质地球化学：稳定同位素质谱仪的最早应用 主要研究轻元素（CHONS）的稳定同位素在自然界（岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈）的丰度及其变化机理、在各种天然过程中的化学行为，并以此为指导研究天然和环境物质的来源、迁移过程以及经历过的物理和化学反应。 研究领域： 固体地球学科：地球动力学、地质构造学、岩石学、矿床学、矿物学、沉积学。 其他：海洋学、水文学、冰川学、古气候学、天体学、天体化学、考古学、石油/石油相关。 二、农业、林业（起步也比较早） 稳定同位素技术在农业研究中的应用包括：科学施肥、作物营养代谢、生物固氮、土壤呼吸、农用化学物质对环境影响、饲料配方、水产养殖、林木果树、药材等。 ●肥料的利用/转化途径和利用效率（13C，15N）。 ●氮素的硝化、反硝化过程（2H，15N，18O）。 ●光合作用及同化产物的传导和分布研究 ●利用稳定同位素展开的固氮研究。 ●农业残留、代谢及降解研究。 ●土壤碳氮循环研究：有机质年龄及周转率的测定、土壤细根年龄测算、土壤呼吸 等。 三、生态 稳定同位素技术加深了对生态过程的研究，可以探讨一些其他方法无法研究的问题。 1. 植物生理生态学 稳定同位素（2H、13C、15N和18O）可对生源元素的吸收、水分来源、水分平衡和利用效率等进行测定，从而研究植物的光合作用途径； ●植物水分胁迫程度； ●植物水分利用效率：植物13C组成能够在时间尺度上反映植物的水分利用效率。 ●植物水通量检测：通过植物中水2H和18O组成，判定植物对表层水和深层水的依 赖程度。 ●确定植物的分布区域（15N,18O,2H） ●光合作用、呼吸作用研究：对生态系统CO2交换的相对贡献（13C，18O） ●蒸发和升腾作用研究：对生态系统水交换或蒸散（ET）的相对贡献（2H，18O） ●树木年轮同位素环境响应：通过年轮同位素比值变化，分析过去环境变化（湿度、 旱涝、气候特征）。 2. 生态系统生态学 稳定同位素技术可用来研究生态系统的气体交换、生态系统功能及对全球变化的响应
碳、氮稳定同位素在构建海洋食物网及生态系统群落结构中的研究进展
通过生态系统中的能量传递，生物之间形成了一种错综复杂的关联性，并在彼此之间构成直接、间接的网络结构，称为食物网[1]。相对于陆地生态系统，海域生态系统中的食物网结构常被用于连接海陆生态系统间的能量流动和物质转化，是生态学研究的一个重要领域[2，3]，而群落结构和消费者营养级的确定是其不可分割的一部分[4]。传统海洋生物的食性研究是通过分析胃肠道中的食物组成及数量来确定其营养级[5]，或者通过生物标志化合物分析法等[6]，但这些方法均存在较大局限性，无法准确体现不同消费者的营养级，成为阻碍该领域发展的重大障碍。 近年来，稳定同位素技术被用于分析生态系统中的能量流动和物质交替变化[7-8]，通过在食物链中富集度较低的碳（δ13C）稳定同位素比值来追溯捕食者食物的来源，利用氮（δ15N）稳定同位素在营养 级间相对稳定的富集度来计算生物的营养级[9]。稳定同位素技术的优点在于克服了以往方法的复杂性和单一性[10]，对了解生态系统中元素循环、物质能量循环提供了极大帮助。在海洋生态系统中，碳（δ13C）、氮（δ15N）稳定同位素主要用于构建食物网、确定营养级以及分析生物的食性来源，综合考虑了初级生产者到顶级消费者在食物网中的营养级时空变化及各层级消费者的食性特征及作用[11]。Urey等[13-14]在1936年首次用化学交换法富集了13C，15N和34S等稳定同位素，于1947年发表了热力学相关文章，为现代同位素地球化学提供了理论基础；至20世纪50年代后期，科学技术的进步和更新使得稳定同位素技术得到迅速发展[15，16]；1987年，Peterson等[10]发表了一篇稳定同位素在生态系统中的研究报告，引起学术界的极大关注；2002年，Phillips等[16]提出IsoSource模型在生态环境中的应用，给出了同位素定源贡献的范围。此后该模型被广泛应用于解决生态系统食物网的食物来源和营养级等问题层面。我国针对稳定同位素技术的研究起步稍晚，20世纪80年代以来，一系列大型国际涉海计划的实施使得稳定同位素在海洋生态系统的研究日益增多[18-19]。1999年，蔡德陵等人[20-21]首次基于稳定同位素技术构建崂山湾海洋生态系统的食物网结构，此后，我国各大海域、港湾及渔场的食物网基础构建及营养级确定成为重要研究对象[22-24]。可见，稳定同位素已然成为构建海域生态系统食物网、探究营养级及其动态关系的一种重要手段。1稳定同位素技术在食物网结构和生物营养级方面的应用 作为食物网基础研究的重要指标之一，营养级 碳尧氮稳定同位素在构建海洋食物网及 生态系统群落结构中的研究进展 张硕1，高世科1，于雯雯2，李士虎3 （1.上海海洋大学海洋科学学院，上海201306；2.江苏省海洋水产研究所，江苏南通226007； 3.淮海工学院海洋生命与水产学院，江苏连云港222005） 摘要：该文综述了碳、氮稳定同位素在海洋生态系统中的最新研究进展及应用，着重讨论了海洋食物网中不同层级消费者的营养级时空变化及食性特征，为海域生态系统及其动态关系提供了重要手段，也为现代同位素全球生物化学提供理论基础。 关键词：碳稳定同位素；氮稳定同位素；海洋营养生态学；营养结构 中图分类号：S963.7文献标志码：A文章编号：1004-2091(2019)07-0006-05 资助项目：江苏省国家级海洋牧场示范项目（D8005-18-0188）；江苏省自然科学基金青年基金（BK20170438） 作者简介：张硕（1976—），男，博士，教授，主要从事海洋牧场和生态修复方面研究.E-mail：s-zhang@https://www.360docs.net/doc/f015145612.html, 通信作者：李士虎（1971—），高级实验师.E-mail：lish@https://www.360docs.net/doc/f015145612.html,