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Position-Specific Isotope Analysis 位置特异性同位素分析
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| 方面 | 内容说明 |
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| 全称与中文 | Position-Specific Isotope Analysis 位置特异性同位素分析 / 分子内特定位置同位素分析（简称 PSIA 或 位点特异性分析） |
| 核心原理 | 利用分子内不同位置的同位素分馏差异（源于生物合成路径、热裂解、动力学/热力学效应等），测量单个原子位点的同位素比（如δ13C），揭示分子“指纹”。 |
| 位置（Position）的表示方式 | - 端位/末端碳：通常记为 C1 或 a（terminal position，例如丙烷的 CH₃- 端） - 中间位/中心碳：记为 C2、b 或 central（例如丙烷的 -CH₂- 中间位） - 对于更复杂分子：用 IUPAC 编号或结构图标注（如乙醇的 CH₃-CH₂OH 中，CH₃ 为 C1，CH₂ 为 C2） - Site-Preference (SP)：最常用指标，SP = δ13Cₐ - δ13Cᵦ（端位减中间位），正值/负值/零值指示不同形成机制 |
| 常见表示符号 | - δ13C_position（如 δ13C₁、δ13C_a） - ε（site-specific enrichment）：分子内相对分馏，ε = 1000 × (R_position1 / R_position2 - 1) ‰ - Δ13C 或 intramolecular Δ：位置间差值 |
| 典型分子示例 | - 丙烷 (C₃H₈)：C1 (terminal, a) 与 C2 (central, b) → SP 值区分热成因（thermogenic） vs 非生物成因（abiotic） - 丁烷 (C₄H₁₀)：端位 vs 次端位 vs 中间位 → 新型地球化学示踪剂 - 乙醇、乙酸、丙酸：C1 (羧基/甲基) vs C2 - 氨基酸、葡萄糖、核苷：多位置（如葡萄糖的 C1–C6） |
| 主要测量方法 | - 在线裂解 + GC-IRMS（最常见，用于小分子如烃类） - 13C NMR 或 1H NMR 定量（非破坏性，适用于复杂分子） - Orbitrap / ESI-FTMS（高分辨质谱，新兴高精度方法） - 化学/酶解 + IRMS（传统破坏性方法） |
| 地质/地球化学应用 | - 天然气成因与成熟度判识（丙烷/丁烷 PSIA 区分 kerogen 裂解 vs 油/沥青二次裂解） - 热成因 vs 非生物烃类区分 - 古生物标志物、代谢路径重建 - 污染物来源与降解过程示踪（如 MTBE、TCE） - 食品真实性、药物来源、早期地球生命痕迹 |
| 优点 | 提供分子内“同位素指纹”，分辨传统 CSIA 无法区分的来源/过程 揭示形成机制、温度、生物 vs 非生物路径 |
| 缺点/挑战 | - 分析精度要求高（<1‰），仪器昂贵、操作复杂 - 样品量需求有时较大（新兴 Orbitrap 方法已降至 μg 级） - 位置重排或二次反应可能干扰 - 目前主要限于碳（13C），氢/氧/氮 PSIA 较少且更难 |
https://wap.sciencenet.cn/blog-3549522-1523805.html
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