Isotope Mass Spectrometer
Ki sa ki analizè mas izotòp?
Mas izotòp spectrometer se yon enstriman analiz chimik ki gen yon platfòm analyse inik ak konpozan ion-optik fiks kole ak konfigirasyon fleksib ki adapte egzijans diferan domèn itilizasyon.
Istorikman, enstriman yo ki fèt ki baze sou prensip elektwomayetik yo rele espektwomèt mas. Spectrometri mas izotòp te okòmansman devlope ansanm ak devlopman nan syans nikleyè ak endistri nikleyè a. Li se yon baz eksperimantal enpòtan pou devlopman jeoloji izotòp. Kounye a, teknik espektometri mas izotòp te antre nan divès aspè nan jeochimik izotòp depo mineral, petrokwonoloji, jeochimik izotòp ki estab òganik, ak jeochimik izotòp inòganik ki estab.
Konsèp debaz sou izotòp
A. Izotòp
Nwayo atomik yo genyen diferan kantite atòm netwon ak menm kantite pwoton epi yo gen mas diferan, e yo rele atòm sa yo izotòp. Pou egzanp, twa izotòp prensipal kabòn yo se 12C, 13C ak 14C, yo tout gen 6 pwoton ak 6 elektwon, men yo gen nimewo netwon 6, 7 ak 8, respektivman.
B. Izotòp ki estab
Izotòp yo ka divize an de kategori, izotòp radyoaktif ak izotòp ki estab. Nenpòt izotòp ki ka emèt patikil espontane epi dezentegre an yon lòt izotòp se yon izotòp radyoaktif, alòske yon izotòp ki pa gen radyoaktivite mezirab se yon izotòp ki estab. Gen kèk nan yo ki se pwodwi final ki estab nan dezentegrasyon radyoizotòp, tankou 206Pb ak 87Sr, alòske pifò nan yo se izotòp natirèl ki estab, sa vle di, izotòp ki rete estab depi nikleosentèz, tankou 12C ak 13C, 18O ak 16O, elatriye. Prezans twòp oswa twò piti netwon konpare ak pwoton ka mennen nan enstabilite izotopik, pa egzanp, 14C, yon "radyoizotòp" enstab, pral dezentegre an yon izotòp ki estab.
C. Abondans izotopik
a. Abondans absoli
Li se pati relatif yon izotòp nan total tout divès izotòp ki estab epi li souvan eksprime kòm rapò izotòp sa a ak 1H (pran 1H = 1012) oswa 28Si (28Si = 106). Abondans sa a jeneralman kalkile lè w konbine konpozisyon izotopik chak eleman ak konpozisyon elemantè yo bay nan spectre solè a ak rezilta mezi aktyèl meteyorit yo.
b. Abondans relatif
Li refere a kontni relatif nan chak izotòp nan menm eleman, pou egzanp, 12C = 98.892%, 13C = 1.108%. Pifò nan eleman yo konpoze de de oswa plis izotòp, kèk eleman se eleman izotòp sèl, tankou 19F = 100%.
Prensip k ap travay nan espektwomèt mas izotòp
Prensip espektometri mas izotòp la se premye konvèti echantiyon an nan yon gaz (egzanp CO2, N2, SO2, oswa H2). Molekil gaz yo ionize (yo retire yon sèl elèktron nan chak molekil sa ki lakòz chak molekil gen yon chaj pozitif) nan yon sous iyon. Lè sa a, gaz iyonize a ponpe nan yon tib vòl, ki koube ak yon leman mete anwo li. Molekil chaje yo separe dapre mas yo, epi molekil ki gen izotòp lou yo pliye mwens pase sa ki gen izotòp limyè. Yo itilize yon pèseptè Faraday nan fen tib vòl la pou mezire entansite gwo bout bwa a ion apre separasyon pa leman an. Entansite gwo bout bwa a ion ak yon mas espesifik yo rele tou a gaz kwomatografi izotòp rapò mas spectrometer paske li konvèti echantiyon an nan gaz pou mezire.
Estrikti debaz nan espektwomèt mas izotòp
Estrikti yon espektrometri mas rapò izotòp, tankou lòt espektwomèt mas yo, ka divize an kat pati prensipal: sistèm enjeksyon an, sous iyon an, analizè mas ak detektè a. Anplis de sa, genyen sistèm elektrik ak sipò sistèm vakyòm.
A. Sistèm admisyon
Sistèm piki a se sistèm ki entwodui gaz la pou mezire nan espektwomèt mas la. Li mande pou entwodiksyon echantiyon an men li pa detwi vakyòm sous ion ak chanm analiz la. Pou evite fractionnement izotòp difizyon-induit, li oblije fòme yon koule gaz gluan nan sistèm inlet la, ki vle di molekilè mwayen gratis chemen gaz la pi piti pase dyamèt rezèvwa echantiyon an ak tiyo koule gaz la pou gaz la. fraksyon yo ka fè kolizyon youn ak lòt souvan epi molekil yo kominike pou fòme yon antye.
B. Sous iyon
Nan yon sous ion, molekil gaz echantiyon yo dwe mezire yo ionize, akselere ak konsantre nan yon gwo bout bwa. Pou yon eleman bay, yo ka itilize plis pase yon sous ion pou detèmine abondans izotopik la. Kondisyon pou sous ion yo se efikasite ionizasyon segondè ak bon monochromaticity.
C. Analizè mas
Li se analizè a ki resevwa iyon ki soti nan mas la epi ki gen fonksyon separe iyon ak yon rapò diferan chaj ak mas. Kò li se yon leman ki gen fòm fanatik. Li mande pou yon gwo separasyon ak yon bon efè konsantre.
D. Detektè iyon
Fonksyon li se resevwa reyon ion ki soti nan analizè mas ak yon chaj diferan ak rapò mas, anplifye yo epi anrejistre yo. Li anjeneral konsiste de yon reseptè ion ak yon aparèy pou mezire anplifikasyon. Apre iyon yo pase nan chan mayetik la, gwo bout bwa a iyon yo dwe analize pase nan yon fant espesyal ak Lè sa a, rekonsantre sou reseptè a epi yo kolekte. Reseptè a se tipikman yon katouch Faraday. Espektwomèt mas modèn gen de oswa plis reseptè yo nan lòd yo an menm tan resevwa reyon ion nan nimewo mas diferan, altène rapò yo izotòp nan echantiyon an ak estanda a epi konpare de a, ki pèmèt segondè presizyon mezi yo dwe jwenn. Kondisyon yo pou pati deteksyon an se sansiblite segondè epi pa gen okenn deformation siyal.
Konpozisyon espektwomèt mas izotòp
Konpozan yo nan yon espektwomèt mas izotòp konpoze sitou nan inite sistèm prensipal la, kat periferik, de koòdone, ak yon estasyon travay.
A. Main inite
Sistèm prensipal la konsiste de sistèm inlet, sous ion, analizè mas, detektè ion, sistèm elektrik, ak sistèm vakyòm jan yo mansyone pi wo a.
B. Kat periferik
Kat periferik gen ladan yon analizeur eleman ki degaje konbisyon, analizè eleman fisyon wo-tanperati, gaz chromatograph ak inite prekonsantrasyon.
C. De interfaces
Yon koòdone koule kontinyèl nan analizè elemantè a ak yon koòdone nan chromatograph gaz la ak koneksyon ki degaje konbisyon ak ka zo kase.
D. Yon estasyon travay
Yon òdinatè pou kouri pwogram kontwòl.
Karakteristik nan espektwomèt mas izotòp
a. Deteksyon an tan reyèl ansanm ak analiz rapid.
b. Analiz kalitatif ak analiz kantitatif.
c. Dòz echantiyon an piti epi li gen gwo sansiblite.
d. Segondè presizyon ak presizyon mezi.
e. Enstriman an gen yon estrikti konplèks epi li koute relativman chè. espektromèt mas rapò izotòp se yon enstriman laboratwa syantifik pou detèminasyon mas ak kontni relatif izotòp pa separe yo dapre rapò mas-a-chaj dapre optik ion ak prensip elektwomayetik.
f. Analiz izotòp.
g. Kapasite pou analize echantiyon gaz, likid, solid, tanperati chanm, tanperati ki wo, konstan, tras ak lòt fòm.
h. Kapasite pou detekte plizyè konpozan an menm tan (oswa youn apre lòt).
i. Analiz kontinyèl osi byen ke enjeksyon kontinyèl (oswa tanzantan).
j. Kapasite pou bay yon pakèt enfòmasyon estriktirèl.
Aplikasyon nan espektwomèt mas izotòp
Aplikasyon nan espektrometri mas izotòp nan medikaman
Spectrometri mas izotòp teknoloji lajman itilize nan domèn rechèch nan nitrisyon, famasi ak medikaman klinik. Eleman tras nan san moun, pipi, ak cheve yo mezire pa espektometri mas dilusyon izotòp, ki pèmèt pou pwogrè nan patoloji ak dyagnostik. Spectrometri mas izotòp te aplike nan dlo lou kòm yon traser pou detekte pasyan imen ak èdèm poumon, bay yon koub diferan de sa ki nan matyè nòmal. Itilizasyon metòd atomik He tracer pou egzamine pasyan ki gen blesi disfonksyonèl poumon yo te trè efikas.
Aplikasyon nan spèktrometri mas izotòp nan syans anviwònman an
Pandan ane yo, espektometri mas izotòp te vin pi plis ak pi enpòtan nan domèn syans anviwònman an. An patikilye, li gen yon kontribisyon trè enpòtan nan etid la nan atmosfè a, tè, bon jan kalite dlo ak konvenyans ekolojik. Chanjman nan abondans nan izotòp ki estab yo aplike nan etid la ak endikasyon de sous polisyon nan anviwònman an ak nivo polisyon. Nan travay pwoteksyon anviwònman an, espektrometri mas izotòp gen gwo siyifikasyon.
Aplikasyon nan espektometri mas izotòp nan jeoloji
Lè Teknoloji espektometri mas izotòp te premye kreye, espektometri mas izotòp te premye aplike nan detèminasyon nan izotòp nan eleman natirèl. Mèsi a teknik espektometri mas izotòp la, yo te jwenn konpozisyon izotopik ak abondans chak eleman, sa ki pèmèt yo detèmine pwa atomik eleman an. Teknik sa a te mennen nan etablisman an ak devlopman nan jeoloji izotòp ak jeochimik izotòp. Epi li se lajman ki itilize nan domèn eksplorasyon jewolojik, evolisyon manto kwout, kwonoloji adrès, jenèz wòch ak mineral ak orijin materyèl li yo.
Sèvi ak espektwomèt mas izotòp?
In analiz izotòp ki estab, tout espektrometri mas fèt sou fòm yon gaz. Pwosesis mezi yon espektwomèt mas izotòp ka rezime nan etap sa yo.
a. Mete echantiyon ki analize a sou fòm gaz nan sous iyon an.
b. Transfòmasyon eleman y ap analize a an yon kasyon ki gen chaj e. Aplikasyon chan elektrik longitudinal pou kolimate gwo bout bwa iyon an an yon gwo bout bwa iyon paralèl ki gen yon sèten enèji.
c. Dekonpoze gwo bout bwa iyon an an konpozan ki gen diferan rapò m/e lè w sèvi ak analizè elektrik ak mayetik.
d. Anrejistre epi mezire entansite chak konpozan nan gwo bout bwa iyon an.
e. Aplikasyon yon pwogram òdinatè pou konvèti entansite gwo bout bwa iyon an abondans izotopik.
f. Konparezon echantiyon ki pral mezire a ak estanda travay la pou jwenn rapò izotòp la parapò ak estanda entènasyonal la.
Ki jan yo achte yon espektwomèt mas izotopik?
Si ou enterese nan nou an Isotope Mass Spectrometer oswa ou gen nenpòt kesyon, tanpri ekri yon imèl bay info@antiteck.com, nou pral reponn ou pi vit ke posib.