1013 Ω amplifier technology: How low can you go?

Technické články | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
ICP/MS
Zaměření
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Nízkointenzivní iontové svazky vyžadují velmi citlivé detektory pro přesné měření izotopových poměrů. To je zásadní v geochemii, jaderné ochraně a analýze stopových prvků, kde se pracuje s malými vzorky a nízkými intenzitami signálu.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem článku je představit aplikaci 1013Ω zesilovačů Thermo Scientific pro statické vícekanálové měření nízkointenzivních iontových svazků. Studie ukazuje, jak 1013Ω technologie překonává omezení iontových čítačů i dosavadních Faradayových detektorů s nižšími odpory.

Použitá metodika a instrumentace


  • Detektor: Faradayovy kelímky se 1013Ω zesilovači
  • Kalibrace zesilovačů: automatizovaná procedura s kalibrační deskou dodávající 3,3 pA (pozitivní režim) a 1,2 pA (negativní režim)
  • Instrumentace: Thermo Scientific Triton Plus TIMS a volitelně Neptune Plus MC-ICP-MS
  • Měření elektronického základního signálu: doporučená integrační doba ≥300 s
  • Měření izotopů Nd: poměr 143Nd/144Nd, 200 cyklů, integrace 8,389 s na cyklus

Hlavní výsledky a diskuse


  • Dynamický rozsah přes 30 Mcps (≈0,5 V), tedy řádově více než iontové čítače
  • Elektronický šum <0,7 µV za 24 h (2 SD), kvantifikační limit 3,5 µV (219 cps)
  • Mezi-kanálová stabilita zesílení <15 ppm za 24 h (2 SD)
  • Porovnání: při 20minutové integraci je šum 1011Ω zesilovačů ~3 µV, 1013Ω ~0,4 µV
  • Přesnost 143Nd/144Nd: 0,35‰ (2 RSD) pro signál 1 mV; <34 ppm (2 SD) pro signály >40 mV
  • Doporučení: základnové měření ≥300 s pro <0,1 ‰ nejistotu na 5 mV signálu

Přínosy a praktické využití metody


  • Statické měření s 100% využitím svazku bez sekvenčního skákání
  • Vysoká stabilita zesilovačů eliminuje časté křížové kalibrace detektorů
  • Zkrácení doby analýzy a nižší spotřeba vzorku
  • Vhodné pro vysoce přesné měření izotopových poměrů Nd, Sr a dalších systémů

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření technologie do dalších typů hmotnostních spektrometrů
  • Další snižování šumu zesilovačů a zkracování integračních časů
  • Aplikace na mikro- a nanoanalytické úrovni
  • Možnosti automatizace kalibrace a integrace do pracovních procesů
  • Využití v jaderné forenzice a sledování stopových nuklidů

Závěr


1013Ω zesilovače Thermo Scientific přinášejí významné zlepšení při měření nízkointenzivních iontových svazků. Spojují výhody nízkého šumu a širokého dynamického rozsahu Faradayových detektorů s výhodami automatizované kalibrace, což umožňuje dosažení špičkové přesnosti a stability při minimálním objemu vzorku.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Expanding the analytical range utilizing 1013 Ω amplifier technology: Measurement of 100 pg Nd samples
New Design 1013 Ω Amplifiers for Measurement of Small Ion Beam Currents
Thermo Scientific Triton XT TIMS
Thermo Scientific Triton XT TIMS
2018|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Improvements in TIMS High Precision Isotope Ratio Measurements for Small Sample Sizes