EnviroMail™22/Evropa: Analýza izotopového poměru řeší složité problémy

Laboratoře ALS jako jedny z mála na světě nabízejí komerční služby testování poměru izotopů nejen pro radiogenní systémy (Sr, Nd, Pu, U) a lehké stabilní izotopy (Li, B, Si), ale také pro těžké stabilní prvky, jako jsou Ag, Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mo, Si a Zn. Všechny tyto testy poměru izotopů lze použít jako otisk prstu, který poskytuje informace o původu nebo geologickém stáří, a lze je potenciálně využít pro sledování zdrojů znečištění a expozice.

ALS Czech Republic-EnviroMail™22/Evropa: Ilustrační obrázek

Úvod do analýzy izotopového poměru

Izotopové složení prvku může být ovlivněno faktory, jako je jeho zdroj, vystavení zvětrávání, biologické Tabulka 1. Běžné netradiční aplikace izotopového poměru a biochemické procesy nebo geologické stáří materiálu a může poskytnout cenné charakteristické a diagnostické informace.

Analýza izotopových poměrů se používá k přesnému měření velmi malých rozdílů v poměrech různých izotopů prvků, a je mocným nástrojem v mnoha oborech, jako je geologie, geochronologie, geochemie, forenzní vědy, lidská výživa, zdravotnictví a archeologie. Většina lidí zná radiouhlíkové datování, pravděpodobně nejznámější využití analýzy poměru izotopů, kdy poměr radioaktivních izotopů uhlíku-14 a uhlíku-12 dokáže přesně určit stáří organických materiálů až do doby přibližně 60 000 let. Hmotnostní spektrometrie izotopových poměrů (IRMS) se široce používá k měření poměrů stabilních izotopů nejběžnějších lehkých prvků, včetně C, N, S, O a H. Měření poměrů stabilních izotopů těžších prvků bývá náročnější, vyžaduje specializované přístroje a obvykle vyžaduje prekoncentraci, protože koncentrace těžkých prvků jsou ve většině typů vzorků velmi nízké. Některé z nejběžnějších testů a aplikací poměru izotopů těžkých prvků jsou uvedeny v tabulce 1.

Rozsáhlejší přehled těžkých prvků a dalších netradiční aplikace stabilních izotopů pro podzemní vody lze nalézt v článku Elemental stable isotope assessment of groundwater contamination.

ALS Czech Republic-EnviroMail™22/Evropa: Tabulka 1 Běžné netradiční aplikace izotopového poměru.

Možnosti ALS pro analýzu izotopového poměru

Odborníci společnosti ALS mají více než 30 let zkušeností s výzkumem a komerčními testy pro analýzu poměru stabilních izotopů pomocí přístrojů ICP-MS s vysokým rozlišením (ICP-SFMS) a ICP-MS s více kolektory (MC-ICP-MS). Náš tým odborníků významně přispěl do oblasti analýzy izotopových poměrů 170 recenzovanými publikacemi. 

Laboratoře ALS nabízejí analýzy poměru izotopů pro více než 20 stabilních a radiogenních izotopových systémů v různých matricích vzorků s vysokou přesností, a to i v případě velmi nízkých koncentrací vzorků. 

Většina testů izotopových poměrů vyžaduje vysokou přesnost, protože rozdíly pozorované v izotopových poměrech většiny prvků jsou malé. MC-ICP-MS se používá pro nejnáročnější měření izotopových poměrů, kde je vyžadována co nejvyšší přesnost. Například datování stáří hornin a meteoritů pomocí izotopových poměrů samaria a neodymu vyžaduje přesnost nejméně 0,002 %, které lze dosáhnout pouze pomocí MC-ICP-MS. Nejistoty u ICP-SFMS jsou vyšší a pohybují se v rozmezí přibližně 0,05-1 % (v závislosti na testu), ale pro některé aplikace jsou dostatečné. Výsledky zkoušek izotopových poměrů se obvykle uvádějí jako hodnoty delta (δ) v jednotkách tisícin (‰), které se vztahují k mezinárodně přijatým referenčním standardům pro každý izotopový systém.

ALS Czech Republic-EnviroMail™22/Evropa: Obrázek 2 Netradiční aplikace poměru stabilních izotopů pro podzemní vody

Požadavky a možnosti testování izotopového poměru

Testy poměru izotopů jsou k dispozici pro širokou škálu matric, včetně přírodních a technologických vod, odpadních vod, půd, sedimentů, aerosolů, vegetace, bioty, potravin, klinických vzorků, archeologických objektů, kovů a slitin.

Testy izotopového poměru a požadavky na aplikace jsou složité. Všichni zainteresovaní odborníci z ALS mohou s našimi klienty projednat požadavky a určit nejvhodnější možnosti, které mohou vyžadovat kromě analýzy IRMS také přizpůsobené techniky přípravy vzorků, jako je odstranění matrice, prekoncentrace analytu a čištění. Naši chemici mohou poradit ohledně množství vzorků a technik přípravy potřebných pro různé matrice, aby bylo dosaženo minimálních nebo doporučených množství požadovaných pro naše zkušební metody (jak je uvedeno v tabulce 2).

Společnost ALS nabízí nejrychlejší dostupné testování pro analýzu izotopového poměru těžkých prvků s běžnou dobou zpracování 6-10 pracovních dnů (po obdržení vzorků do laboratoře) a u některých testů je možná i spěšná analýza - mnohem rychleji než ve většině univerzitních laboratoří pro analýzu izotopového poměru.

ALS Czech Republic-EnviroMail™22/Evropa: Tabulka 2 Možnosti testu izotopového poměru ALS a požadovaná množství prvků

Kontaktujte naše ODBORNÍKY