專利名稱：生物和土壤樣品中δ的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)技術(shù)屬于生物學(xué)領(lǐng)域。尤其涉及生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值的自動校正，該方法也同樣適用于其它同位素δ值的自動校正。
背景技術(shù)：
碳、氮穩(wěn)定同位素在生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于研究生態(tài)系統(tǒng)的碳源和氮源、能量流動、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、污染物的生物放大作用及系統(tǒng)穩(wěn)定性變化，并且可以應(yīng)用在赤潮研究、環(huán)境污染治理、生態(tài)動力學(xué)建模等方面(蔡德陵等2002)。在地球化學(xué)和生態(tài)學(xué)研究中，由于自然界中穩(wěn)定同位素的重同位素與輕同位素相比含量極低，因此國際上公認(rèn)使用相對量取代絕對量來表示同位素的累積程度，通常以δ值來表示。
對于少量樣品，一般采用安瓶小樣法(劉榮漠等1990)；對于大量樣品，目前國際上通常采用儀器如EA-IRMS系統(tǒng)，由Real 32或Isodat NT控制軟件進(jìn)行自動分析。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參照物的測試結(jié)果，由EA-IRMS系統(tǒng)測定的δ15N與δ13C值存在一定的誤差。誤差由多種因素構(gòu)成，如儀器的運(yùn)行狀況等。因此有必要對儀器測出的δ值進(jìn)行校正，才能獲得準(zhǔn)確的樣品δ15N與δ13C的值及相關(guān)參數(shù)。
美國路易斯安娜州立大學(xué)Dr.Fry教授針對生物和土壤樣品提出了精確估算δ15N與δ13C值的數(shù)學(xué)模型，并得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)分析是使用基于Excel的宏命令方法。目前，該方法只識別Real 32控制軟件數(shù)據(jù)輸出格式，需要人工進(jìn)行調(diào)整回歸方程的相關(guān)參數(shù)。此外，使用該方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析不僅耗時(shí)，而且同樣的數(shù)據(jù)得到不同的調(diào)試結(jié)果，難以判斷結(jié)果的可靠性與真實(shí)性。
目前國內(nèi)外尚無對生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值進(jìn)行自動校正的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一套用于生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值的自動校正的方法，支持Real 32或Isodat NT控制軟件輸出的格式，減少人工計(jì)算工作量，完全避免因人為因素帶來的數(shù)據(jù)計(jì)算誤差。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的獲得生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值的自動校正方法，根據(jù)輸入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)參照物和樣品未校正的δ15N與δ13C相關(guān)數(shù)據(jù)，采用離差最大法逐步去除數(shù)據(jù)點(diǎn)(從0到1/2)并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回歸方程，然后根據(jù)回歸方程的截距計(jì)算出用于校正δ15N與δ13C值的相關(guān)參數(shù)，在循環(huán)計(jì)算之后，以標(biāo)準(zhǔn)參照物的δ15N與δ13C值與真實(shí)值之間的差值最小為原則，計(jì)算各樣品δ15N與δ13C的校正值，最后給出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最優(yōu)回歸方程及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參照物和每個(gè)樣品的氮和碳的百分含量，C/N和C/N摩爾比。
本發(fā)明特點(diǎn)是根據(jù)去除離差最大的數(shù)據(jù)點(diǎn)和保留1/2數(shù)據(jù)點(diǎn)的原則，自動循環(huán)計(jì)算相關(guān)系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回歸方程，按照測出的標(biāo)準(zhǔn)參照物的值與標(biāo)準(zhǔn)值離差最小化來進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的選擇，給出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最優(yōu)回歸方程，然后計(jì)算樣品δ15N與δ13C的校正值以及相關(guān)參數(shù)。與Dr.Fry教授的基于Excel的宏命令方法相比，明顯減少了數(shù)據(jù)分析工作量，而且對于同一批數(shù)據(jù)給出了唯一的最優(yōu)結(jié)果，完全避免了人為因素帶來的誤差，支持Real 32或Isodat NT控制軟件輸出的格式。
本項(xiàng)技術(shù)在生物和土壤δ15N與δ13C值的自動校正中具有重要價(jià)值，而且該技術(shù)思想同樣適用于其它同位素δ值的自動校正與計(jì)算。
四

圖1為本發(fā)明程序框圖五具體實(shí)施方式
本項(xiàng)發(fā)明提供由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的全部分析過程如下對Real 32格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；對原始數(shù)據(jù)(Isodat NT格式)進(jìn)行自動檢測，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參照物、標(biāo)準(zhǔn)參照物及樣品δ15N與δ13C的值及其相應(yīng)峰的數(shù)量，報(bào)告統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并給出出錯(cuò)數(shù)據(jù)的具體信息。
分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)δ15N與δ13C值與其相應(yīng)峰的面積(或倒數(shù))回歸方程，結(jié)合離差最小化原則篩選相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，給出最優(yōu)回歸方程，然后計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)參照物和樣品δ15N與δ13C值的校正值以及氮和碳的百分含量，C/N和C/N摩爾比。
實(shí)例分析結(jié)果實(shí)例數(shù)據(jù)來自美國Louisiana大學(xué)生態(tài)研究中心提供的天然紅樹林的葉片樣品。根據(jù)本項(xiàng)技術(shù)分析后得出的標(biāo)準(zhǔn)參照物和樣品的δ15N與δ13C值、氮和碳的百分含量、C/N和C/N摩爾比結(jié)果如下表1標(biāo)準(zhǔn)參照物的δ15N與δ13C校正值及相關(guān)參數(shù)

表2試驗(yàn)樣品的δ15N與δ13C校正值及相關(guān)參數(shù)

注本表中僅列出10個(gè)樣品的計(jì)算結(jié)果。
本項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于美國國家自然科學(xué)基金“Costal Oligotrophic EcosystemsResearch”項(xiàng)目。
權(quán)利要求
1.獲得生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值的自動校正方法，其特征是根據(jù)輸入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)參照物和樣品未校正的δ15N與δ13C值和相應(yīng)峰的面積，采用離差最大法逐步去除從0到1/2的數(shù)據(jù)點(diǎn)，計(jì)算相關(guān)系數(shù)并計(jì)算出回歸方程，然后根據(jù)回歸方程的截距計(jì)算出用于校正δ15N與δ13C值的相關(guān)參數(shù)，在循環(huán)計(jì)算之后，以標(biāo)準(zhǔn)參照物的δ15N與δ13C值與真實(shí)值之間的差值最小為原則，給出標(biāo)準(zhǔn)參照物的回歸方程，根據(jù)最優(yōu)回歸方程的截距及計(jì)算出的相關(guān)參數(shù)，最后計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)參照物和每個(gè)樣品的δ15N與δ13C的校正值、氮和碳的百分含量，C/N和C/N摩爾比。
2.由權(quán)利要求1所述的獲得生物和土壤樣品中δ15N與δ13C值的自動校正方法其特征是根據(jù)該方法獲得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最優(yōu)回歸方程及相關(guān)參數(shù)，估算標(biāo)準(zhǔn)參照物和樣品的δ15N與δ13C校正值、氮和碳的百分含量、C/N和C/N摩爾比。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物學(xué)領(lǐng)域。運(yùn)用本申請方法，可以對生物和土壤樣品中由EA－IRMS系統(tǒng)測定的δ
文檔編號G01N35/00GK1482463SQ0313204
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者何禎祥, 欽佩, 尹增芳, 王光, 周文宗 申請人:南京大學(xué)