High precision copper and zinc isotopes with Neoma MS/MS MC-ICP-MS

Význam tématu

Studium izotopů mědi a zinku pomáhá sledovat přírodní i antropogenní procesy ve všech složkách životního prostředí. Precizní měření těchto isotopových poměrů umožňuje odhalit zdroje a mechanismy pohybu kovů od geochemických cyklů až po biochemické a medicínské aplikace.

Cíle a přehled studie / článku

Tento článek představuje schopnosti přístroje Thermo Scientific Neoma MS/MS MC-ICP-MS při měření izotopových poměrů Cu a Zn s vysokou přesností. Popisuje aplikace v kosmochemii, geochemii, environmentální sledování i v oblasti medicínské izotopové metalomiky.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy probíhaly ve třech experimentech s různými koncentracemi (100 ppb, 1 ppm) a podmínkami plazmy (wet/dry) a rozlišením (nízké/střední). Standard-sample bracketing slouží k vnitřní kalibraci. Přístroj byl provozován v plném režimu přenosu iontů bez plynu v kolizně-reakční cely. Použitá instrumentace:

• Neoma MS/MS MC-ICP-MS
• ESI Apex Omega Q desolvatátor a SIS spray chamber
• ESI microFAST MC micronebulizér
• X skimmer a Jet sampler Ni kužely

Hlavní výsledky a diskuse

Citlivost přístroje pro měď (125–208 V/ppm) a zinek (46–197 V/ppm) převyšuje hodnoty jiných MC-ICP-MS až o řád. Mass bias následuje predikované exponenciální chování s velmi lineárním log–log závislostí. Externí reprodukovatelnost v 2SD dosahovala pro δ65Cu až 11,5 ppm a pro δ67Zn/δ68Zn do 22,7 ppm. Interní přesnost je obdobná.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost zkracuje dobu analýzy a umožňuje měření nízkých koncentrací v environmentálních vzorcích.
• Stabilní a předvídatelný mass bias zajišťuje spolehlivou korekci a vysokou přesnost izotopových poměrů.
• Metoda nachází uplatnění v geochemii, mineralogii, environmentálním monitoringu i biomedicínské metalomice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření studií izotopových poměrů těžších kovů v jemných frakcích životního prostředí a ve zdravotnických aplikacích. Další vývoj bude směřovat k integraci s chromatografickými separacemi a využití v reálném čase pro sledování biochemických procesů.

Závěr

Přístroj Neoma MS/MS MC-ICP-MS nabízí vedoucí citlivost a preciznost při měření Cu a Zn izotopů. Stabilní mass bias a vysoká reprodukovatelnost potvrzují vhodnost této technologie pro široké spektrum geochemických, environmentálních a medicínských aplikací.

Reference

1. Herzog G. F. et al. Geochim Cosmochim Acta 73, 5884–5904 (2009)
2. Moynier F. et al. Geochim Cosmochim Acta 70, 6103–6117 (2006)
3. Savage P. S. et al. Geochem Perspect Lett 1, 53–64 (2015)
4. Mathur R. et al. Economic Geology 108, 529–541 (2013)
5. Asael D. et al. Chem Geol 243, 238–254 (2007)
6. Conway T. M. et al. Global Biogeochem Cycles 28, 1111–1128 (2014)
7. Takano S. et al. Nat Commun 5, 1–7 (2014)
8. Araújo D. F. et al. Mar Pollut Bull 143, 12–23 (2019)
9. Viers J. et al. Chemosphere 193, 1071–1079 (2018)
10. Gelly R. et al. Sci Total Environ 665, 502–512 (2019)
11. Mathur R. et al. Miner Depos 47, 755–762 (2012)
12. Kidder J. A. et al. Sci Total Environ 810, 151215 (2022)
13. Mahan B. et al. Cell Mol Life Sci 77, 3293–3309 (2020)
14. Albarede F. et al. Metallomics 8, 1056–1070 (2016)
15. Hastuti A. A. M. B. et al. Anal Bioanal Chem 412, 727–738 (2020)
16. Costas‐Rodríguez M. et al. Metallomics 7, 491–498 (2015)
17. Zhang Y. et al. Front Chem 8, 609 (2020)
18. Wang J. et al. J Anal At Spectrom 37, 2589–2598 (2022)
19. Sauzéat L. et al. Talanta 221, 121576 (2021)
20. Larner F. et al. J Anal At Spectrom 26, 1627–1632 (2011)
21. Moore R. E. T. et al. Anal Bioanal Chem 409, 2941–2950 (2017)
22. Arnold T. et al. Anal Bioanal Chem 398, 3115 (2010)