Laserová ablace, ICP/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceElemental Scientific, Thermo Fisher Scientific
Význam tématu
Laserová ablace spojená s multikolektorovým ICP-MS (LA-MC-ICP-MS) je standardní technikou v geochemii pro časování a sledování izotopových systémů Hf a U–Pb v minerálech, zejména v zirkonech. Kombinace těchto dvou chronometrů poskytuje komplexní pohled na geologické procesy, avšak tradiční LASS (laser ablation split stream) někdy trpí omezenou citlivostí a vysokými požadavky na množství odebraného materiálu. Ultrarychlá laserová ablaci s vysokou efektivitou rozptylu plazmatu umožňuje snížit velikost šarže, zlepšit rozlišení zonace a zvýšit reprodukovatelnost výsledků.Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo demonstrovat, že nový ablační systém ESI Lasers DCI a NWR193 v kombinaci s Thermo Scientific Neptune XT MC-ICP-MS dokáže významně zvýšit citlivost a snížit objem analyzovaného materiálu pro oba izotopové systémy. Výzkum využil sérii referenčních zirkonů (91500, Plešovice, GJ-1, Mud Tank) a umělý standard MUN-4 k ověření přesnosti a reprodukovatelnosti poměru 176Hf/177Hf a stáří 206Pb/238U.Použitá metodika a instrumentace
- Laser: NWR193 (ESI Lasers) s fluencí 4 J/cm2, frekvencí 20 Hz a průměrem paprsku 25 µm.
- Vstupní systém: Dual Concentric Injector (DCI) s přísunem He (600 mL/min) a N2 (9 mL/min).
- MS: Thermo Scientific Neptune XT s Jet Interface; Ar nebulizér 0,67 L/min, RF výkon 1250 W, chlazení 16 L/min, aux. plyn 0,70 L/min, pozice hořáku –1,0 mm.
- Detekce: Faradayové cely s 1013 Ω zesilovači pro Pb a U, SEM pro Yb a Lu korekci nepotřebným počítadlem iontů.
- Data processing: Software Iolite v2.5 (Igor Pro v6.37) s vlastními DR skripty.
Hlavní výsledky a diskuse
- Optimalizace přístroje zajistila dostatečné oddělení pulzů při frekvenci ≥10 Hz pro SEM i Faraday, což umožnilo zvýšit rychlost ablace bez ztráty přesnosti.
- Pro 20 spotů Hf analýzy na standardech byla dosažena reprodukovatelnost 176Hf/177Hf lepší než 100 ppm (2RSD) při spotu 25 µm.
- Pro 10 spotů U–Pb analýzy byla opakovatelnost stáří 206Pb/238U lepší než 1 % 2RSD na referenčních zirkonech.
- Srovnání s LASS (50 µm) ukázalo, že ultrarychlá ablace přinesla 2–3násobné zvýšení signálu Hf při polovičním odebraném objemu materiálu.
Přínosy a praktické využití metody
- Významné snížení spotu umožňuje detailní prostorové mapování zonace v zirkonech.
- Minimalizace odebraného materiálu je výhodná u vzácných či vzácně osídlených vzorků.
- Vysoká přesnost a nízké chyby zaručují spolehlivou interpretaci geochronologických událostí.
- Oddělené, sekvenční měření Hf a U–Pb poskytuje lepší výkon než split stream LASS.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další zmenšení spotu a zrychlení frekvence ablace pro submikrometrické rozlišení zonace.
- Integrace ultrarychlých ablačních systémů do běžných geochronologických laboratoří.
- Rozšíření aplikace na další minerály a izotopové systémy (Sm–Nd, Rb–Sr).
- Využití v kombinaci s obrazováním a chemickou mikroanalýzou pro multidisciplinární studie.
Závěr
Použití ultrarychlého laserového systému ESI Lasers NWR193/DCI s Thermo Scientific Neptune XT MC-ICP-MS přináší výrazné zlepšení citlivosti a signál-/šumového poměru u izotopové analýzy Hf a U–Pb v zirkonech. Metoda umožňuje spolehlivé stanovení 176Hf/177Hf s přesností <100 ppm a stáří 206Pb/238U s přesností <1 %, přičemž minimalizuje spot size na 25 µm a objem odebraného materiálu. To otevírá nové možnosti detailního petrochronologického výzkumu a studia složitých zonovaných struktur."Reference
- Bauer A. M., Horstwood M. S. A. Chem. Geol. 476, 85–99 (2018).
- Van Malderen S. J. M., Managh A. J., Sharp B. L., Vanhaecke F. J. Anal. At. Spectrom. 31, 423–439 (2016).
- Douglas D. N., Managh A. J., Reid H. J., Sharp B. L. Anal. Chem. 87, 11285–11294 (2015).
- Craig G., Managh A. J., Stremtan C., Lloyd N. S., Horstwood M. S. A. Anal. Chem. 90, 11564–11571 (2018).
- Craig G., Frick D. A., Bouman C., Lloyd N. Thermo Fish. Sci. Tech. Note 30415.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.