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      穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室

      氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜簡(jiǎn)介

        氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜(IRMS)通過電子轟擊電離離子源離子化氣體分子,帶電粒子按荷質(zhì)比于質(zhì)量分析器中分開,最后由離子檢測(cè)器對(duì)離子束強(qiáng)度進(jìn)行記錄,以達(dá)到分析樣品氣體同位素比值的目的。原理上,IRMS能夠?qū)崿F(xiàn)多種同位素比值的測(cè)定,如H同位素(D/H)、C同位素(13C/12C)、O同位素(18O/16O和17O/16O)、N同位素(15N/14N)和S同位素(34S/32S、33S/32S、36S/32S)等。在實(shí)際研究中,需要配備不同的前處理系統(tǒng)和進(jìn)樣系統(tǒng),才能將不同介質(zhì)的樣品(固體、液體和氣體)轉(zhuǎn)化為IRMS能做測(cè)量的高純氣體(H2、CO2、N2、N2O和SO2等)并導(dǎo)入IRMS進(jìn)行同位素測(cè)量分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的研究目的。

      儀器介紹

        氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室隸屬于中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。目前,實(shí)驗(yàn)室擁有配備雙路進(jìn)樣系統(tǒng)的IRMS三臺(tái),即GV Isoprime II、Sercon 20-22和Finnigan MAT 253 Plus,并分別配置MultiPrep、激光氟化系統(tǒng)(LAF)、Kiel IV和團(tuán)簇同位素純化系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)水的氫、氧同位素分析,硅酸鹽礦物/巖石的氧同位素分析,碳酸鹽礦物的碳氧同位素和團(tuán)簇同位素分析。配備連續(xù)流進(jìn)樣系統(tǒng)的IRMS兩臺(tái),型號(hào)為Isoprime 100,配置了元素分析儀、氣相色譜、痕量氣體(TraceGas)、MultiFlow等系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)沉積物、土壤、植物、礦物、水體、有機(jī)化合物、溫室氣體的碳、氮、氫、氧同位素分析。

      1. MultiPrep-GV Isoprime II

      生產(chǎn)商:GV instrument Ltd.,型號(hào):Isoprime II

        GV IsoPrime II型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀采用雙路進(jìn)樣(Dual Inlet)方式,配備MultiPrep在線制樣系統(tǒng),可以在線測(cè)量碳酸鹽樣品的C、O同位素和水樣品的H、O同位素,廣泛應(yīng)用于海洋、陸地和冰川等環(huán)境下的氣候環(huán)境演變研究所需樣品的高精度的穩(wěn)定同位素組成分析。該儀器體積小,測(cè)量所需樣品量少(碳酸鹽樣品碳氧同位素的測(cè)定需要量最小可達(dá)20μg,水的氫氧同位素測(cè)定所需樣品量為200μL),分析精度高(碳酸鹽的碳氧同位素組成的外部精度分別好于0.05‰和0.08‰,水的氫氧同位素組成的外部精度分別好于1‰和0.08‰);自動(dòng)化程度較高,可24小時(shí)無人值守。

      2. LAF-Sercon 20-22

      生產(chǎn)商:Sercon,型號(hào):Sercon 20-22

        Sercon 20-22型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀采用雙路進(jìn)樣(Dual Inlet)方式,配備激光氟化系統(tǒng)(LAF),可以實(shí)現(xiàn)硅酸鹽礦物/巖石氧同位素的手動(dòng)在線分析。相比傳統(tǒng)氟化法,LAF極大地降低了分析所需的樣品量,并能實(shí)現(xiàn)微米尺度的原位氧同位素分析,氧同位素的外部精度優(yōu)于0.1‰。

      3. MAT 253 Plus

      生產(chǎn)商:ThermoFisher Scientific,型號(hào):MAT 253 Plus

        MAT 253 Plus質(zhì)量數(shù)范圍1~150道爾頓,加速電壓為10KV,質(zhì)量分辨能力MRP>900,絕對(duì)靈敏度800分子/離子,離子源線性為0.02‰/nA。杯配置為10個(gè)獨(dú)立的法拉第杯,可以實(shí)現(xiàn)CO2和O2的團(tuán)簇同位素分析,其中還有專有的法拉第杯檢測(cè)儀器基線噪音,利于背景值的校正。

        目前,實(shí)驗(yàn)室依靠自建的CO2純化系統(tǒng),已經(jīng)成功建立了碳酸鹽礦物團(tuán)簇同位素分析技術(shù),Δ47值的內(nèi)部分析精度可達(dá)0.009‰,滿足古氣候和古環(huán)境研究的應(yīng)用要求。

      CO2純化系統(tǒng)

      4. Isoprime 100

      生產(chǎn)商:Elementar Ltd.,型號(hào):Isoprime 100

        Isoprime 100型連續(xù)流穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀(有機(jī)),配備EA,在線測(cè)定固體樣品,如土壤、沉積物、植物的碳氮同位素;配置的GC,連接同位素質(zhì)譜儀可以測(cè)定有機(jī)化合物單體碳同位素;碳氮的測(cè)試精度分別好于0.2‰和0.3‰。

      生產(chǎn)商:Elementar Ltd.,型號(hào):Isoprime 100

        Isoprime 100型連續(xù)流穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀(無機(jī)),配備TraceGas和 MultiFlow,測(cè)定溫室氣體和水的碳氮氧同位素,測(cè)試精度分別好于0.2‰,0.3‰和0.2‰。

      實(shí)驗(yàn)室人員:

      韋剛健,研究員,負(fù)責(zé)統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)室資源,把握實(shí)驗(yàn)技術(shù)研發(fā)方向等。

         Email:gjwei@gig.ac.cn        辦公室:綜合樓716室

      鄧文峰,研究員,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室具體事務(wù),研究穩(wěn)定同位素新技術(shù)及其在古氣候研究中的應(yīng)用。

         Email:wfdeng@gig.ac.cn          辦公室:綜合樓518室

      謝露華,高級(jí)工程師,負(fù)責(zé)連續(xù)流-氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜(CF-IRMS)實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用、儀器運(yùn)行和維護(hù)。

         電話:85292874或15013139057         Email:lhxie@gig.ac.cn          辦公室:綜合樓622室

      劉熙,工程師,負(fù)責(zé)雙路進(jìn)樣-氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜(DI-IRMS)實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用、儀器運(yùn)行和維護(hù)。

         電話:85290209             Email:liuxi@gig.ac.cn           辦公室:同位素樓411室

      收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn):

      儀器

      序號(hào)

      測(cè)試項(xiàng)目

      收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

      備注

      MultiPrep-GV isoprime II

      1

      珊瑚、石筍碳、氧同位素

      500/

      10mg 200目,樣品應(yīng)事先經(jīng)過前處理

      2

      有孔蟲、介形蟲碳、氧同位素

      500/

      0.5mg 200目,樣品應(yīng)事先經(jīng)過前處理

      3

      不純碳酸鹽樣品(泥灰?guī)r、鈣結(jié)核等)碳、氧同位素

      600/

      10mg 200目,樣品應(yīng)事先經(jīng)過有機(jī)質(zhì)的焙燒

      4

      水的氫同位素

      500/

      10 ml,樣品應(yīng)事先經(jīng)過過濾

      5

      水的氧同位素

      500/

      10 ml,樣品應(yīng)事先經(jīng)過過濾

      LAF-Sercon 20-22

      1

      硅酸鹽礦物氧同位素

      3000/

      >2mg,單礦物顆粒

      MAT 253 Plus

      1

      純碳酸鹽C-O團(tuán)簇同位素

      4000/

      8mg,包括CO2氣體的提取純化

      EA/GC-Isoprime 100

      1

      沉積物、土壤CN同位素

      600/

      粉末CN含量>0.05%

      2

      植物碳/氮同位素

      500/

      粉末

      3

      干洛根氮同位素

      500/

      粉末,去硫

      4

      巖石碳同位素

      500/

      粉末,C 含量>0.05%

      5

      單體碳同位素

      800/

      純烷烴

      MultiFlow/TG-Isoprime 100

      1

      N2O氮氧同位素

      500/

      2

      CO2碳氮同位素

      300/

      3

      水的氧同位素

      500/

      0.2ml,過濾

       

       樣品準(zhǔn)備和注意事項(xiàng):

        1. 硅酸鹽礦物的氧同位素分析,樣品需要破碎至0.5~1mm的礦物顆粒,并用酸浸泡、去離子水洗凈、350oC烘烤以去除可能存在的非硅酸鹽成分和有機(jī)質(zhì)。

        2. 碳酸鹽礦物樣品需研磨成>200目的粉末,并提供樣品化學(xué)組成或礦物成分?jǐn)?shù)據(jù),如XRD數(shù)據(jù)。

        3. 不純碳酸鹽樣品,原則上只接收CaCO3含量>15%的樣品;對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量高的樣品,需在350oC下烘烤60分鐘,去除有機(jī)質(zhì)成分。

        4. 粉末樣品需研磨成>200目的粉末,先測(cè)定碳氮含量,液體樣品中硝酸鹽含量>10umol/L,有機(jī)化合物需經(jīng)過前處理提純。

        5.用戶自己來本實(shí)驗(yàn)室完成分析者,可獲得分析價(jià)格的8折優(yōu)惠;

        6.所有在本實(shí)驗(yàn)獲得分析測(cè)試數(shù)據(jù)的研究人員,須在其研究成果中注明:由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分析完成 [Analyses were carried out at State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences]

      歡迎來訪:

        廣東省廣州市天河區(qū)科華街511號(hào) 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所 同位素樓108(GV Isoprime II),科普館109(LAF-Sercon 20-22;GV Isoprime 100),標(biāo)本樓負(fù)一層北側(cè)(Finnigan MAT 253 Plus)