High-throughput High-precision Nd Isotope Ratios drom Small Samples Using Syringe Based Flow Injection for MC-ICP-MS

Význam tématu

• Neodymové izotopové poměry 143Nd/144Nd jsou klíčové pro sledování hydrodynamických procesů v oceánech a geochemických cyklů.
• Vysoká citlivost a přesnost měření malých objemů mají význam pro analýzu vzorků s nízkým obsahem Nd.

Cíle a přehled studie

• Cílem studie bylo vyhodnotit možnost rychlého a přesného stanovení 143Nd/144Nd poměrů z nanogramových vzorků s využitím kombinace NEPTUNE Plus MC-ICP-MS a mikroFAST MC apex Ω.
• Testovány byly referenční materiály La Jolla a JNdi vůči domácí certifikované normě Certipur® Neodymium ICP Standard.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: roztoky Nd zředěné v ultrapure HNO₃, koncentrace 10–25 ng/g.
• Systém mikroFAST MC: dual-loop injekční ventil řízený mikrosyringou pro rychlou výměnu vzorku a zásadní redukci hladin proplachu.
• Apex Ω desolvátor: integrované zahřívání, kondenzace a membránové odpařování zajišťující vysokou přenosnost analyta a nízký podíl oxidů.
• MC-ICP-MS Thermo Scientific NEPTUNE Plus s Jet Interface Option a PFA nebulizérem, H-type skimmer kužel pro optimální poměr citlivost/oxidy.

Hlavní výsledky a diskuse

• Průchodnost: až 16 vzorků za hodinu (2 min injekce + 1 min proplach).
• Přesnost opakování 143Nd/144Nd 0,5 ε-jednotky (2σ) pro 2 ng Nd vzorky.
• Senzitivita lineárně roste až do rychlosti 250 µl/min, poměr NdO/Nd zůstává stabilní.
• Optimální parametry: objem vzorku 200 µl, rychlost injekce 100 µl/min, doba akvizice 2 min.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace objemu a času analýzy vzorků s nízkým obsahem Nd (např. mořská voda).
• Vhodné pro velké soubory vzorků v geochemii, oceánografii, QA/QC průmyslové analytiky.
• Softwarové řízení injekčního poměru a plynných parametrů zajišťuje stabilitu signálu a reprodukovatelnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a integrace s robotickými pipetami pro plně automatizované sekvence.
• Aplikace na další slabě zastoupené izotopové systémy (lanthanoidy, těžké prvky).
• Využití strojového učení pro optimalizaci provozních parametrů v reálném čase.

Závěr

• Kombinace mikroFAST MC a apex Ω s NEPTUNE Plus MC-ICP-MS umožnila přesná měření 143Nd/144Nd z 2 ng vzorků s průchodností 16 vzorků/h při rozptylu 0,5 ε-jednotky (2σ).

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific NEPTUNE Plus MC-ICP-MS s Jet Interface Option
• Elemental Scientific microFAST MC dual-loop injekční systém
• Elemental Scientific apex Ω desolvátor
• PFA nebulizér, H-type skimmer kužel