EA-IRMS-iRIS 13C 14C同位素测量系统

  •        EA-IRMS-iRIS 13C 14C同位素测量系统是耦合中红外分布反馈量子级联和低温腔衰荡光谱(CRDS)技术的新一代光谱同位素分析系统,同时整合了传统的同位素质谱分析技术,一套系统兼具两种不同同位素测量技术的优势。精密的工业设计使得该系统可以在60分钟内一次性获得有机物和/或无机物的稳定性13C和15N同位素及放射性14C同位素,方便快捷且成本低廉。而优化的大气CO2萃取技术,使得该产品的应用前景进一步拓宽,并为定量温室气体排放和化石燃料减排提供强有力的工具。与加速质谱(AMS)可比较的测试结果、更为简单便捷的操作需求和低廉的采购运行成本,EA-IRMS-iRIS标志着放射性14C碳分析检测手段有了重大突破。
           EA-IRMS-iRIS整合了订阅式的在线14C参照认证系统SI-14C TM,该参照系统消除了仪器对参比气的需求,可以提供所有仪器基于互联网的实时数据比对。该仪器所获得的每个分析数据均连接到我们带有时间标签和验证用数据的系统进行验证和认证,这意味着无论多少iRIS系统在操作,每台仪器均具有在线验证和对比验证用参考数据的功能。EA-IRMS-iRIS的操作具有免参照气的特性,能够在绝对尺度上测量放射性14C,这使得整个可溯源的国际单位制(SI)有可能取代目前的人工尺度 (Fleisher et al. 2017)。值得注意的是,所有在线SI-14C TM参照系统的数据均在银行级的加密下进行保护,以此确保数据的私密性和完整性。
           EA-IRMS-IRIS 13C 14C同位素测量系统可以应用于生物燃料成分鉴定、废物转能源过程中的有机/石油比率鉴定、炼油厂操作、石油和天然气、大气化学、医学、土壤碳分析、植物生理学、地球化学、食品化学、考古年代测定、艺术品鉴定和法医科学、核工业、碳捕获和封存等领域。

    技术原理

           质谱串联光谱同位素技术,即同位素质谱(IRMS)技术整合中红外低温光腔衰荡光谱技术(CRDS)

    主要特点

    • 具有国际单位制(SI)在线可溯源参照的14C同位素测量系统
    • 同步测量有机/无机物的稳定性13C和15N同位素及放射性14C同位素
    • 传统同位素质谱测量技术与现代同位素光谱测量技术的完美结合
    • 元素分析仪、质谱分析仪和14C光谱分析仪均可独立或串联使用
    • 体积小巧、操作简单、测量快速、参照精准、结果可靠

    性能指标

    ECS8070 CN元素分析仪
    技术参数
     可测元素  CN  零空白进样器  电动自动进样器:32,50,100位
     分析时间  CN:8 min  反应炉  双炉系统
     测量范围  C:0~100mg; N:0~80mg  CO2处理  Zeoquantum CO2吸附和解吸附系统
     准确度*  <0.2%(标准品,纯度>99.9%)  H2O处理  带有水汽去除
     精度*  <0.1%(标准品,纯度>99.9%)  是否可待机  具有待机模式
    系统参数
     尺寸  98 x 50 x 37cm  重量  78kg
     供电  230V,50/60Hz  功耗  5A,1100Wh
     气体需求  氦气(99.999%),3-5bar;氧气(99.999%),3-5bar;空气(无油压缩空气)
    分析条件
     载气  氦气  检漏  自动检漏
     反应炉温度  左炉:最大1100℃;右炉:最大1100℃  流量调节  电子流量调节
     氧气需求  根据氧气定量器自动计算  检测器  高灵敏度TCD
     软件  EAS Clarity  校准  线性、二次曲线、三次曲线
     样品大小  0.1-400mg (取决于样品性质)
     300mg(典型食品样品)
     ~1000mg(土壤样品最大进样量到)
     样品类型  固体、液体
     包样  高纯度锡杯或者银杯  可选配件  天平、耗材
    HTG 高温模块(做定年,必选;常规检测,可选)
     温度  1450℃  功能  高温煅烧CaCO3 获得CO2

    ID Micro 同位素质谱仪
    技术参数
     CO2标气13C内部重现性  ±0.10‰(自然丰度,1个SD)
     @在质量为44的离子束和强度20纳安下,重复12次注入CO2标气
     氮气标气15N内部重复性  ±0.15‰(自然丰度,1个SD)
     @在质量为28的离子束和强度20纳安下,重复12次注入氮气标气
     尿素标样13C重现性  ±0.10‰(自然丰度,1个SD)
     @5个含有100ug碳的尿素标样重复测定
     尿素标样15N重现性  ±0.2‰(自然丰度,1个SD)
     @5个含有100ug碳的尿素标样重复测定
     样品分析时间  一个样品为4~5min,取决于元素分析仪或整套系统
     分辨率  质量为29的>75
    系统参数
     离子束检测  CNHS三重法拉第收集器  质量分析器构造  14cmRAD,90度
     质量分析器磁铁  永久高温稳定磁铁  分辨率  中心收集器80
     真空装置  内置真空泵  低功耗  典型功率240W
     尺寸  高47cm,长70cm,宽30cm  重量  45kg
     数据系统  包括仪器诊断程序、准备系统控制、分析数据采集和结果显示   软件  全功能软件包:用于质谱仪控制和同位素比值分析

    iRIS III 14CO2 同位素分析仪
     光源  分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL)
     主机测试样品相态  纯CO2气体
     最小样品含碳量  ~10mg
     测试时间  ~60min
     精度(pMc)  <1%; <10‰
     干扰  13C16O2(T>170K)  N2O>10 ppt
     标样和参考气  放射性碳标样,绝对SI可溯标准 
     测量室容积  ~500ml
     制冷方式  闭路式斯特灵制冷
     功耗  120/240V,~1000W

    文献资料

    Optical Measurement of Radiocarbon below Unity Fraction Modern by Linear Absorption Spectroscopy. 

    A. Fleisher, D. Long, Q. Liu, L. Gameson and J. Hodges. The Journal of Physical Chemistry Letters. Published online 7 September 2017. DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b02105