High precision hafnium isotope ratio measurements

Význam tématu

Hafniové izotopové poměry jsou významným nástrojem v geochemii a materiálových vědách pro sledování procesů ve vzorcích od geologických materiálů až po pokročilé technologie. Precizní měření poměrů izotopů Hf umožňuje odhalit geochemické evoluční trasy, původ hornin i environmentální změny.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat schopnosti nového přístroje Thermo Scientific™ Neoma™ MC-ICP-MS při vysokopřesném stanovení poměrů hafniových izotopů. Studie porovnala citlivost, přesnost a opakovatelnost na standardním roztoku Hf 200 ppb s předchozími generacemi MC-ICP-MS.

Použitá metodika

Vzorek roztoku Hf (200 ppb) byl zaveden do plazmatu pomocí 100 µl/min samonasávacího nebulizéru a SIS rozprašovací komory. Měřeno bylo 10 bloků po 10 minutách, přičemž integrace probíhala po 8 s na jednotlivé izotopy. Poměry byly interně normalizovány vůči 179Hf/177Hf s využitím exponenciálního modelu pro korekci hmotnostního biasu. Aplikovány byly korekce izobarických interferencí pro Yb, Lu, Ta a W.

Použitá instrumentace

• Termo Scientific Neoma MC-ICP-MS s variabilní detektorovou maticí 11 Faradayových detektorů
• Samonasávací nebulizér 100 µl/min
• SIS rozprašovací komora
• Amplifikátory 10¹¹ Ω

Hlavní výsledky a diskuse

Naměřená citlivost dosáhla 5,23 Gcps/ppm (83,7 V/ppm při 10¹¹ Ω), což je přibližně dvojnásobek oproti předchozím přístrojům. Rozlišovací schopnost byla stanovena na ~1 950 pro všechny detektory. Průměrný poměr 176Hf/177Hf se pohyboval v rozmezí přesnosti –25 a +55 ppm vůči standardní hodnotě. Relativní směrodatná odchylka (RSD) pro hlavní izotopové poměry (176Hf/177Hf, 178Hf/177Hf, 180Hf/177Hf) byla lepší než 10 ppm (RSD).

Přínosy a praktické využití metody

Nová úroveň citlivosti a přesnosti umožňuje:

• Rychlejší analýzy s vyšším vzorkovým through-put
• Stanovení nízkokoncentrovaných vzorků hafnia
• Vylepšenou spolehlivost geochemických a materiálových studií

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zlepšení hmotnostního rozlišení a rychlosti analýzy. Integrace s automatizovanými vzorkovači a pokročilými korekčními algoritmy pro jiná izobarická rušení může rozšířit aplikace nejen v geovědách, ale i v environmentální a jaderné analytice.

Závěr

Thermo Scientific Neoma MC-ICP-MS významně posouvá hranice měření hafniových izotopů díky dvojnásobné citlivosti a vynikající přesnosti lepší než 10 ppm RSD. Přístroj nabízí robustní platformu pro široké spektrum vědeckých a průmyslových aplikací.