激光CO₂團簇同位素測量系統

Aerodyne激光團簇同位素測量系統采用可調諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)，在中紅外波長段，來探測分子的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術（獲得）——其光路可達400m，進一步提高了靈敏度。直接吸收光譜法，可以實現痕量氣體濃度的快速測量（<1s），而且不需要復雜的校準步驟。此外，采用TILDAS技術，可不受其他分子的干擾，能夠得到非常精準的檢測。

 

應用：

n 古溫度測定                                  n 各種富集CO₂樣品分析

海洋碳酸鹽CO₂樣品分析                n 地質測高

n 礦藏、成巖及演變過程

系統參數：

? 直接測量¹⁶O¹³C¹⁸O（⁶³⁸△），而不是測量質量為47的分子（⁴⁷△）

? 4min測量時間及少于0.4mg的方解石樣本，⁶³⁸△精度可達0.02‰

? 16min測量時間及少于1.6mg方解石樣本，⁶³⁸△精度可達0.01‰

? 測量成本低

? 適用于通過酸解碳酸鹽提取的CO₂樣本

 

系統優勢：
u 直接測量，精度堪比IRMS，且體積更小、價格更低

u 強大的TDLwintel軟件，提供靈活的儀器控制和實時數據分析

u 閥控制功能，可用于復雜的測量步驟，自動測量背景和校準

u 可選的樣品自動處理系統

u 一鍵操作設計，允許無人值守測量

 

 

歸一化到標樣和標注的測量時間內精度如下，標樣的混合比、壓力、基體組成與樣品類似。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

測量參數組合：

u 同步測量CO₂中的??? ¹³C and ??? ¹⁸O

u 同步測量CO₂中的??? ¹⁸O and Δ ¹⁷O

u 同步測量CO2 (??? ¹³C, ??? ¹⁸O) and water (??? ¹⁸O, ??? D)

u 同步測量¹³C¹⁸O¹⁷ Δ

 

數據輸出格式：RS232、USB、以太網

重量及功率：

尺寸：560mm X 770mm X 640mm （W x D x H）

重量：75Kg

供電：250~500W，120/240V，50/60 HZ（without pump）

安裝：安裝于19”支架或者安裝于桌面上，建議用無CO2氣體沖洗電子元件

操作環境：10~35℃；0~20slpm

儀器配置：主機、熱電冷卻器、鍵盤、鼠標和顯示器、真空泵（）、進樣系統（定制）

 

 

 

應用案例：

 

１、可調諧紅外激光快速、準確地分析二氧化碳團簇同位素組分

文獻：

Rapid and Precise Analysis of Carbon Dioxide Clumped Isotopic Composition by Tunable Infrared Laser Di?erential Spectroscopy

Anal. Chem. 2020, 92, 2034?2042　DOI:10.1021/acs.analchem.9b04466

 

利用可調諧紅外激光微分吸收光譜(TILDAS)的激光光譜儀測量團簇同位素比率。TILDAS儀器有兩個連續波激光器，可以同時測量參與¹²C¹⁶O₂ + ¹³C¹⁶O¹⁸O ¹³C¹⁶O₂ + ¹²C¹⁶O¹⁸O交換反應的四種同位素。CO₂測量的反應池體積250ml，光路路徑36m。每個樣品氣體的測量，都與參比氣體相比。15μmol的樣品，在20min測量時間內，精度可達0.01‰（SE）。TILDAS測量的(Δ¹⁶O¹³C¹⁸O)分布情況，與理論上計算出的值成線性變化，并展現出了對同位素組成不具備依賴性。

 

 

 

 

 

 

 

 

樣品和參比氣體的Δ638raw測定37 個小時， 5分鐘為一個子循環。上圖中的Allan方差圖說明了通過使用參比氣體成功地消除了測量中的儀器漂移。Allan方差的下降趨勢與statistical-noise-limited 趨勢相吻合。通過測量四次循環（共20min）,在引入參比氣體測量后，Aerodyne儀器對二氧化碳二元同位素Δ638raw測量提高到+/-0.009‰ (SE, n = 4)。四次測量循環，樣品需求量大約為15μmol CO2，或者1.5mg方解石。

參考文獻: