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稳定氮同位素分析仪的原理主要基于同位素质谱技术。具体来说，它通过处理待测物质(如将样品中的氮元素转化为N2或NH3等气体)，然后利用电荷加载使离子化，接着让这些带电荷的离子通过真空电磁场。在这个过程中，不同质量的氮同位素离子会发生不同的偏移，并分别落入不同的靶位。最后，通过测量靶位上的电信号来确定各稳定氮同位素的丰度。
稳定氮同位素分析仪可同时进行N2O浓度以及同位素δ15N/δ15Nα/δ15Nβ/δ18O测量。N2O是温室气体研究的前沿对象，Picarro G5131-i 是开展氮循环研究的有效平台，可以在现场实时或在实验室中对取样样品测量来识别和测量N2O排放源。通过识别土壤和水中的硝化和反硝化过程，N2O的同位素可用于探测氮循环中的源起和沉积。
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