Sercon TOC-IRMS：水体碳同位素分析的成熟方案

在水环境研究与环境监测工作中，总有机碳（TOC）的稳定同位素分析是解析碳循环过程、追溯污染物来源的关键技术。长期以来，传统过硫酸盐氧化法存在样品适用范围窄、前处理繁琐等局限，难以满足淡水、海水等多样品的高精度检测需求。

针对这一行业痛点，Sercon依托成熟的同位素分析技术积累，推出了TOC-IRMS联用分析系统，以高性能的硬件组合与创新的技术路径，为各类水体的碳同位素检测提供了稳定、精准的解决方案。

一、核心技术架构

Sercon TOC-IRMS系统以两款设备为核心搭建，兼具可靠性与灵活性：

1、Sercon Cryoprep前处理装置

该装置原本专为CO₂、N₂O、CH₄、N₂、O₂等大气气体的同位素分析研发，具备成熟的低温冷阱富集能力，是实现微量样品高效富集的核心。

2、Sercon 20-22同位素比质谱仪（IRMS）

作为Sercon生产的稳定同位素比质谱仪，20-22 IRMS拥有长期稳定的高精度检测性能，是整套系统的检测核心。

基于这套架构，系统不再受限于传统的过硫酸盐氧化法，可直接连接采用燃烧法的TOC分析仪，同时可兼容市面上绝大多数商用TOC设备，大幅降低实验室的联用改造成本。

二、核心技术优势

通过低温冷阱捕集与气流调控技术的结合，这套系统实现了小体积、低浓度样品的高精度检测，核心优势十分突出：

（1）微量进样，用量更少

支持亚毫升级（<1mL）样品体积的分析，珍贵样品也可轻松检测。

（2）宽浓度覆盖，适配性强

可对0.5~10ppm浓度的溶解有机碳（DOC）进行稳定分析，覆盖多数环境水样的浓度范围。

（3）超高精度，数据可靠

¹³CO₂同位素测定的精度可达0.1‰，满足科研与监测的数据质量要求。

（4）全水样兼容

淡水、咸淡水、海水样品均可直接检测，高盐基质不会影响分析结果，无需复杂的除盐前处理。

三、实测性能数据

以下为系统与Thermalox TOC-TN分析系统联用的实测数据集：

常规进样体积160 μL，碳浓度范围覆盖0.5~10ppm，整体测定精密度优于±0.2‰（标准偏差）。

此外，系统通过专项实验验证了100%样品转移效率，质谱端计算的样品浓度与TOC仪实测浓度高度一致，从原理上保障了数据的准确性。

四、适用场景

这套高性能TOC-IRMS系统，是环境监测类实验室的理想选择，可满足多元检测需求：

（1）江河湖库、河口、海洋等各类水体的TOC/TIC同位素分析；

（2）生物源痕量气体的稳定同位素检测；

（3）水环境碳循环、污染物溯源等科研与监测工作；

（4）依托现有TOC仪器拓展同位素检测能力，提升实验室硬件价值。

参考文献：

De Troyer, I., Bouillon, S., Barker, S., Perry, C., Coorevits, K., & Merckx, R. (2010). Stable isotope analysis of dissolved organic carbon in soil solutions using a catalytic combustion total organic carbon analyzer-isotope ratio mass spectrometer with a cryofocusing interface. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 24, 365-374.

关于Sercon

Sercon是英国知名稳定同位素质谱仪专业品牌，深耕气体稳定同位素比质谱技术领域四十余年，产品覆盖全系列高性能IRMS仪器及配套联用系统，广泛应用于环境、海洋、农业、地质等多个科研领域，2025年7月由天美集团全资收购，现依托天美本土化服务网络为中国用户提供全周期技术支持。