Mi az izotóp -arány tömegspektrométer?

Az izotóp -arány tömegspektrométer (IRMS) egy olyan eszköz, amely az egyes elemek különböző izotópjainak arányát méri.Minden elemnek olyan izotópjai vannak, amelyek csak a magban lévő neutronok számában különböznek egymástól, így eltérő atomtömegeket adnak nekik.Az izotóp -arány tömegspektrométer mögött az az elv, hogy megkülönböztesse az izotópokat különböző tömegük alapján, és meghatározza az izotópok párja közötti arányokat.Ez az eszköz létfontosságú információkat szolgáltathat az anyagminta életkoráról és eredetéről.Az izotóp arány tömegspektrométer számos területen alkalmazható, ideértve a geológiát, a biológiát és a kriminalisztikát.Lesz egy bemeneti nyílás, ahol a mintát vezetik be, és egy égési kamrához vezet, ahol az anyagot gázmá alakítják, valószínűleg bizonyos eszközökkel a különféle gázok elválasztására.Ez a stádium a komplex biológiai anyagokat az elemzéshez szükséges egyszerű vegyületekké is átalakítja, például szén -dioxidot (Co

2

), víz (h ₂ o) és nitrogén (n ₂ ).A kapott gázt egy ionizációs kamrába etetik, ahol az elektronnyaláb ionizálja.Az ionizált gázt ezután sugárként fókuszáljuk egy tömeg elválasztási területre, ahol egy elektromágneset használnak az ionok elterelésére, úgy, hogy a különböző izotópokat tömegük szerint elválasztják.Azok a gyűjtők, amelyek elektromos jeleket generálnak a kimutatott ionok számával.A könnyebb izotópok ionjait a mágneses mező jobban elrontja, mint a nehezebb, így a gyűjtőket ennek megfelelően helyezik el.Így kiszámítható a különböző izotópok relatív aránya.Biológiai anyagok esetében például a minták levelek, talaj vagy más nem homogén anyag formájában lehetnek.A szilárd anyagot általában szárítják és finom porba őrlik.A folyékony mintákat vagy szárítják, vagy felszívják porózus szilárd anyagra.Mielőtt egy izotóp -arány elemzést végezne, az ismert elem és izotóp arányok felhasználásával történő kalibrálást általában elvégezzük.Noha az elem különböző izotópjainak azonos kémiai tulajdonságai vannak, más tényezők, például a mobilitást és a volatilitást befolyásolják az izotópok tömege.Ezen különbségek miatt a különféle geokémiai és biokémiai folyamatok a háttérértékeikhez viszonyítva koncentrálhatnak vagy kimeríthetnek bizonyos izotópokat, ezt az izotópos frakcionálásnak nevezett jelenséget.Például a fotoszintézis az izotóp szén-13 kis, de szignifikáns kimerülését eredményezi a légkörhez viszonyítva.egy minta.Lehetséges, hogy egy izotóp arányú tömegspektrométerrel meghatározzuk, hogy egy anyag szerves eredetű -e, és bizonyos esetekben is meghatározhatja a földrajzi területet, ahol származik.Ez hasznos lehet a kriminalisztikai tudományban.Például az illegális gyógyszerek mintái visszaszoríthatók eredetükre, és a gyanúsítottból vett talajminták izotóposan összehasonlíthatók a bűncselekmény helyéről.hogy megvizsgálja a Föld éghajlatát a múlt időkben.A szén- és oxigén izotópok felvételének és lerakódási sebessége a héjképző tengeri szervezetek által az éghajlattól függően eltérő.A fosszilizált izotóparányok megmaradnakEzen organizmusok S tehát felhasználhatók arra, hogy információkat szerezzenek az éghajlati viszonyokról, amikor életben voltak.Bizonyos fémelemek izotóparányai felhasználhatók a kőzetminta életkorának meghatározására.A kőzet kialakulásakor néhány radioaktív izotópot tartalmaz.Ezek más izotópokra való bomlás, akár ugyanazon elem, vagy általában egy másik elem ismert ütemben.Az eredeti és mdash aránya;vagy „szülő” mdash;izotóp a bomlási termékhez mdash;vagy „lánya” mdash;Az izotóp tehát felhasználható a kőzet életkorának meghatározására.