High Precision Strontium and Neodymium Isotope Analyses

Aplikace | 2008 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Elementární analýza, GC/HRMS, GC/MSD
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Analýza izotopových poměrů stroncia a neodymia patří mezi základní nástroje v geochemii, paleoekologii a environmentální forenzní analytice. Vysoce přesné stanovení těchto poměrů umožňuje datování hornin, sledování geologických procesů i identifikaci zdrojů kontaminace.

Cíle a přehled studie


Prezentovaná aplikace popisuje inovace v oblasti termické ionizační hmotnostní spektrometrie (TI-MS) na přístroji Thermo Scientific TRITON. Cílem je ukázat postupy statické víceiontové kolekce s rotací zesilovačů a koncept virtuálního zesilovače, které vedou k vynikající přesnosti a opakovatelnosti poměrů 87Sr/86Sr a 143Nd/144Nd.

Použitá metodika


Vzorky stroncia a neodymia byly naloženy na dvojnásobné wolframové filamety s ta-aktivátorem a zahřívány řízeným proudem. Detekce iontových proudů probíhala v statickém režimu na nových, hlubokých grafitových Faradayových kolektorech. Mezi cykly měření dochází k automatickému přepojování zesilovačů (rotace), čímž se každý izotop měří opakovaně na různých zesilovačích a minimalizuje se chyba kalibrace zesilovacích poměrů.

  • Statická kolekce s rotací zesilovačů mezi bloky dat
  • Synchronní korekce rušení 87Rb/85Rb a frakcionace pomocí exponenciálního zákona
  • Odstranění odlehlých hodnot kritériem 2σ

Použitá instrumentace


  • Hmotnostní spektrometr Thermo Scientific TRITON
  • Nové hluboké grafitové Faradayovy kolektory (patent US 6,452,165 B1)
  • Elektronika pro rotaci zesilovačů a koncept virtuálního zesilovače (patent US 6,472,659 B1)
  • Zesilovače s odpory 1011 Ω a 1012 Ω

Hlavní výsledky a diskuse


Pro standard SRM 987 stroncia bylo dosaženo externí opakovatelnosti 87Sr/86Sr = 0,7102447 ± 25 ×10−6 (1σ, 3,6 ppm) v 15 automatických cyklech. U neodymia „La Jolla“ se střední hodnoty poměrů 142Nd/144Nd, 143Nd/144Nd až po 150Nd/144Nd pohybovaly s relativními rozptyly 3,5–15 ppm. Rotace zesilovačů významně snižuje systematické odchylky a zajišťuje měření na úrovni limitů daných počtem iontů.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje:
  • Významné zlepšení přesnosti a reprodukovatelnosti měření izotopových poměrů
  • Analýzu malých množství vzorku (desítky až stovky ng)
  • Automatizované dlouhodobé běhy s minimálním zásahem uživatele

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj se bude soustředit na zvýšení odporu zesilovačů, automatizaci nastavení iontového svazku, integraci s laserovou ablací a použití pokročilých algoritmů pro on-line korekci frakcionace. Rozšíření metodiky na další prvky a izotopové systémy přinese nové aplikace v geochemii, jaderném forenzním průzkumu i environmentální monitoringu.

Závěr


Implementace statické víceiontové kolekce s rotací zesilovačů a virtuálním zesilovačem na přístroji TRITON představuje významný krok k dosažení teoretického limitu přesnosti TI-MS. Nové kolektory a elektronika minimalizují systematické chyby a umožňují vysoce reprodukovatelná měření izotopových poměrů Sr a Nd.

Reference


  • Guillaume Caro, Bernard Bourdon, Jean-Louis Birck, Stephen Moorbath: Nature, 423, 428–432 (2002)
  • Thermo Scientific AN30136: Improvements in TI-MS High Precision Isotope Ratio Measurements for Small Sample Sizes
  • Patent US 6,452,165 B1: Deep Graphite Faraday Collectors
  • Patent US 6,472,659 B1: Virtual Amplifier Concept

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Thermo Scientific Triton XT TIMS
Thermo Scientific Triton XT TIMS
2018|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Performance of Neoma MS/MS MC-ICP-MS for analysis of radiogenic isotopes
Advances in High Precision Isotope Ratio Measurements of Calcium Using TI-MS
TIMS: Accuracy of La Jolla Nd Isotopic Data Acquired Using the Thermo Scientific TRITON Plus TIMS