稳定同位素分析总览（C · H · O · N · S）

稳定同位素分析测定样品中轻元素稳定同位素的相对丰度，以 δ 值（‰）表示，即样品相对国际参考标准的同位素比值偏差。 碳、氢、氧、氮、硫（C/H/O/N/S）稳定同位素是示踪物质来源、循环过程与环境变化的核心工具。 本页汇总核素科技各稳定同位素体系的检测服务、送样指南与数据解读，供快速导航与研究设计参考。

δ 值与国际参考标准

δ 值定义为 δ = R_样品/R_标准 − 1（无量纲，习惯以 ‰ 表示，1‰ = 0.001；按 IUPAC 建议定义式中不再另乘 1000），其中 R 为重轻同位素丰度比。各体系有约定的国际参考标准：

测定普遍采用元素分析仪／气体制备装置—同位素比值质谱联用（EA-IRMS／GasBench-IRMS）：固体有机碳、有机氮与全硫走 EA-IRMS 高温燃烧，碳酸盐碳氧与水体 DIC 走 GasBench-IRMS；水的 δ²H、δ¹⁸O 采用光腔衰荡光谱（CRDS）；硫酸盐、磷酸盐等非水样品的 δ¹⁸O 采用高温裂解（TC/EA 型）—IRMS。

碳同位素（δ¹³C）

覆盖水体溶解无机碳（DIC）、溶解有机碳（DOC）、固体有机碳与碳酸盐碳氧双同位素，应用于碳循环、古气候与污染溯源。

氮同位素（δ¹⁵N、硝酸盐 δ¹⁸O/Δ¹⁷O）

覆盖硝酸盐氮氧双同位素、三氧同位素（Δ¹⁷O）、铵盐与有机氮 δ¹⁵N，应用于氮循环、污染溯源与食物网研究。

硫同位素（δ³⁴S）

覆盖硫酸盐硫氧双同位素与全硫 δ³⁴S，应用于硫循环、矿床成因与硫污染溯源。

氢氧同位素（δ²H、δ¹⁸O）

覆盖水体氢氧同位素（光腔衰荡光谱 CRDS 测定）与磷酸盐氧同位素（高温裂解-IRMS），应用于水循环、水源示踪与古气候。

常见问题

更多

需注意：海水、盐湖卤水等高盐基质与石油类高有机质样品需在常规流程之外增加脱盐、基质分离或提纯等前处理；具体样品量与前处理方案请先与技术顾问确认，并以各服务页说明为准。

参考文献

1. Coplen T.B. (2011) Guidelines and recommended terms for expression of stable-isotope-ratio and gas-ratio measurement results. Rapid Communications in Mass Spectrometry 25(17):2538-2560.（δ 值定义式与报告术语的 IUPAC 推荐——本页"定义式中不再另乘 1000"的依据。术语规范。本站未取得原文全文，书目字段取自 Crossref 与 PubMed 著录） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21910288/
2. Camin F. 等 (2025) Stable Isotope Reference Materials and Scale Definitions — Outcomes of the 2024 IAEA Experts Meeting. Rapid Communications in Mass Spectrometry 39(14):e10018.（支持碳双标度 VPDB 与 VPDB-LSVEC 并存、VSMOW-SLAP 双点定义、氮基于 Air-N₂、硫标度由 IAEA-S-1 = −0.3‰ 精确定义。定义性共识值，开放获取） https://eprintspublications.npl.co.uk/10390/1/eid10390.pdf
3. Krouse H.R., Coplen T.B. (1997) Reporting of relative sulfur isotope-ratio data (Technical Report). Pure and Applied Chemistry 69(2):293-295.（VCDT 标度由银硫化物标准物质 IAEA-S-1 的 δ³⁴S = −0.3‰ 精确定义，并建议停用 CDT。定义性精确值，开放获取） https://publications.iupac.org/pac/1997/pdf/6902x0293.pdf
4. Coplen T.B. 等 (2002) Compilation of Minimum and Maximum Isotope Ratios of Selected Elements in Naturally Occurring Terrestrial Materials and Reagents. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 01-4222.（H、C、N、O、S 等 20 种元素天然物质同位素组成变化范围的权威汇编。文献汇编值，开放获取） https://pubs.usgs.gov/wri/2001/4222/report.pdf
5. Kornexl B.E., Gehre M., Höfling R., Werner R.A. (1999) On-line δ18O measurement of organic and inorganic substances. Rapid Communications in Mass Spectrometry 13(16):1685-1693.（1400 ℃ 高温裂解在线测定硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等非水样品 δ¹⁸O——本页"非水样 δ¹⁸O 走高温裂解"的方法学依据。实测值。本站未取得原文全文） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10440988/
6. Wassenaar L.I., Coplen T.B., Aggarwal P.K. (2014) Approaches for Achieving Long-Term Accuracy and Precision of δ18O and δ2H for Waters Analyzed using Laser Absorption Spectrometers. Environmental Science & Technology 48(2):1123-1131.（激光吸收光谱测水氢氧同位素的 VSMOW-SLAP 标度归一化与长期质控。方法学实测。本站未取得原文全文） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24328223/
7. Sigman D.M., Casciotti K.L., Andreani M., Barford C., Galanter M., Böhlke J.K. (2001) A Bacterial Method for the Nitrogen Isotopic Analysis of Nitrate in Seawater and Freshwater. Analytical Chemistry 73(17):4145-4153.（细菌反硝化法测硝酸盐 δ¹⁵N 的原始方法学出处。实测值。本站未取得原文全文） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11569803/
8. Casciotti K.L., Sigman D.M., Hastings M.G., Böhlke J.K., Hilkert A. (2002) Measurement of the Oxygen Isotopic Composition of Nitrate in Seawater and Freshwater Using the Denitrifier Method. Analytical Chemistry 74(19):4905-4912.（细菌反硝化法测硝酸盐 δ¹⁸O 的原始方法学出处。实测值。本站未取得原文全文） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12380811/
9. Böhlke J.K., Mroczkowski S.J., Coplen T.B. (2003) Oxygen isotopes in nitrate: new reference materials for 18O:17O:16O measurements and observations on nitrate-water equilibration. Rapid Communications in Mass Spectrometry 17(16):1835-1846.（USGS34／USGS35 硝酸盐三氧同位素参考物质，定值相对 VSMOW 与 SLAP 归一化——本页 δ¹⁷O 统一相对 VSMOW-SLAP 报告的依据。定值，本站未取得原文全文） https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12876683/