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李潮峰等-AC:硅鎢酸發射劑用于超微量樣品鍶同位素比值分析
2019-07-04 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  鍶同位素比值(87Sr/86Sr)在地球科學、天體化學、環境化學、食品產地溯源、考古學等領域中具有廣泛的應用價值。自20世紀60年代以來,熱電離質譜儀(TIMS)一直被視為87Sr/86Sr比值分析的基準技術,該方法不僅具有優良的準確度還具有極高的靈敏度。優良的靈敏度,是超微量樣品高精度87Sr/86Sr比值分析的前提。提升靈敏度的關鍵在于,選擇適宜的發射劑改善Sr+在金屬絲帶表面的離子產額,傳統方法主要采用氟化鉭作為發射劑,然而鉭發射劑無法滿足超微量樣品(≤200pg)的分析需求,盡管新型1013高阻能部分彌補靈敏度不足的缺陷,但其較窄的信號動態檢測范圍、較長的衰減時間、復雜的校正技術以及昂貴的價格,制約了1013高阻的廣泛裝配和應用。這一技術瓶頸極大制約了相關學科的發展,因此,研制具有更高靈敏度的發射劑尤為緊迫。 

  針對上述問題,中科院地質與地球物理所固體同位素實驗室李潮峰教授級高工及其合作者,發現采用硅鎢酸作為發射劑,以Re燈絲作為樣品載體,可實現超微量Sr樣品(30-200pg,圖1)的高精度87Sr/86Sr分析,與傳統的氟化鉭發射劑相比,硅鎢酸具有3個顯著優勢: 

  1)提高了3倍靈敏度,Sr離子產額可達~16%,而鉭發射劑的Sr離子產額僅~5% 

  2)易于制備和純化,硅鎢酸是水溶性固體粉末,用高純水溶解后通過陽離子樹脂純化即可; 

  3)硅鎢酸綠色環保無腐蝕性,而氟化鉭發射劑具有一定腐蝕性,需在氫氟酸介質中才能穩定存在。 

  綜上所述,硅鎢酸發射劑的啟用是Sr同位素分析技術的重要進展,有望推進相關研究領域的發展。 

1 硅鎢酸發射劑用于超微量NIST987標樣Sr同位素比值測試

  研究成果發表于Analytical Chemistry (Li et al. Li C F, Chu Z, Wang X C, et al. Sr isotope analysis of picogram-level samples by thermal ionization mass spectrometry using a highly sensitive slicotungstic acid emitter[J]. Analytical chemistry, 2019, 91: 72887294.)原文鏈接 

 
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