技術原理
質譜串聯光譜同位素技術，即同位素質譜（IRMS）技術整合中紅外分布反饋量子級聯和飽和吸收腔衰蕩（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down） 技術。
主要特點
- 耦合QCL的低溫、雙腔設計，具有參比差分信號比對；
- 同步測量穩定性13C和15N同位素及放射性14C同位素；
- 傳統同位素質譜技術與現代同位素光譜技術的結合；
- 元素分析儀、質譜分析儀和14C光譜分析儀可組合使用；
- 體積小巧、操作簡單、測量快速、參照精準、結果可靠。
性能指標
| 技術參數 | |||
| 可測元素 | CN | 零空白進樣器 | 電動自動進樣器：32，50,100位 |
| 分析時間 | CN：8 min | 反應爐 | 雙爐系統 |
| 測量范圍 | C：0~100mg； N：0~80mg | CO2處理 | Zeoquantum CO2吸附和解吸附系統 |
| 準確度* | <0.2%（標準品，純度>99.9%） | H2O處理 | 帶有水汽去除 |
| 精度* | <0.1%（標準品，純度>99.9%） | 是否可待機 | 具有待機模式 |
| 系統參數 | |||
| 尺寸 | 98 x 50 x 37cm | 重量 | 78kg |
| 供電 | 230V，50/60Hz | 功耗 | 5A，1100Wh |
| 氣體需求 | 氦氣（99.999%），3-5bar；氧氣（99.999%），3-5bar；空氣（無油壓縮空氣） | ||
| 分析條件 | |||
| 載氣 | 氦氣 | 檢漏 | 自動檢漏 |
| 反應爐溫度 | 左爐：1100℃；右爐：1100℃ | 流量調節 | 電子流量調節 |
| 氧氣需求 | 根據氧氣定量器自動計算 | 檢測器 | 高靈敏度TCD |
| 軟件 | EAS Clarity | 校準 | 線性、二次曲線、三次曲線 |
| 樣品大小 | 0.1-400mg （取決于樣品性質） 300mg（典型食品樣品） ~1000mg（土壤樣品進樣量到） | 樣品類型 | 固體、液體 |
| 包樣 | 高純度錫杯或者銀杯 | 可選配件 | 天平、耗材 |
| HTG 高溫模塊（做定年，必選；常規檢測，可選） | |||
| 溫度 | 1450℃ | 功能 | 高溫煅燒CaCO3 獲得CO2 |
ID Micro 同位素質譜儀
| 技術參數 | |||
| CO2標氣13C內部重現性 | ±0.10‰（自然豐度，1個SD） @在質量為44的離子束和強度20納安下，重復12次注入CO2標氣 | ||
| 氮氣標氣15N內部重復性 | ±0.15‰（自然豐度，1個SD） @在質量為28的離子束和強度20納安下，重復12次注入氮氣標氣 | ||
| 尿素標樣13C重現性 | ±0.10‰（自然豐度，1個SD） @5個含有100ug碳的尿素標樣重復測定 | ||
| 尿素標樣15N重現性 | ±0.2‰（自然豐度，1個SD） @5個含有100ug碳的尿素標樣重復測定 | ||
| 樣品分析時間 | 一個樣品為4~5min，取決于元素分析儀或整套系統 | ||
| 分辨率 | 質量為29的>75 | ||
| 系統參數 | |||
| 離子束檢測 | CNHS三重法拉第收集器 | 質量分析器構造 | 14cmRAD，90度 |
| 質量分析器磁鐵 | 高溫穩定磁鐵 | 分辨率 | 中心收集器80 |
| 真空裝置 | 內置真空泵 | 低功耗 | 典型功率240W |
| 尺寸 | 高47cm，長70cm，寬30cm | 重量 | 45kg |
| 數據系統 | 包括儀器診斷程序、準備系統控制、分析數據采集和結果顯示 | 軟件 | 全功能軟件包：用于質譜儀控制和同位素比值分析 |
SCAR 14CO2 同位素分析儀
| 樣本需求量 | 6 ~ 8 mg |
| N2O 耐受度 | 典型5ppb，10ppb |
| 14C測量精度 | 2 ~ 3 pMC @ 10 min; 1 ~ 2 pMC @ 60 min; 0.3 ~ 1 pMC @ 240 min |
| 準確度 | 0.2% ~ 0.5% |
| 測試范圍 | 0 ~104 pMC |
| 檢出限 | 1 ~ 3 pMC |
| 尺寸 | 200cm x 110cm x 160cm |
| 功耗 | 120/240V,~3000W |
便攜式大氣CO2 捕獲裝置
| 技術原理 | C-Quantum |
| 樣本獲取時間 | 10~60 min |
| 樣本存儲模式 | 可更換樣品管 |
| 供電 | 充電電池，每次充電可以獲取達20個樣品 |
| 尺寸 | 14 x 14 x 40 cm |
| 重量 | 3 kg |
文獻資料
- Delli Santi, M. G., Insero, G., Bartalini, S., Cancio, P., Carcione, F., Galli, I., Giusfredi, G.,Mazzotti, D., Bulgheroni, A., Martinez Ferrig, A. I., Alvarez-Sarandes, R., Aldave de LasHeras, L., Rondinella, V. V., & De Natale, P. (2022). Precise radiocarbon determination in radioactive waste by a laser-based spectroscopic technique. PNAS, under review.
- Delli Santi, M. G., Bartalini, S., Cancio, P., Galli, I., Giusfredi, G., Haraldsson, C., Mazzotti, D., Pesonen, A., & de Natale, P. (2021). Biogenic Fraction Determination in Fuel Blends by Laser‐Based 14 CO2 Detection. Advanced Photonics Research 2, 2000069. https://doi.org/10.1002/adpr.202000069
- Galli, I., Bartalini, S., Cancio, P., de Natale, P., Mazzotti, D., Giusfredi, G., Fedi, M. E., & Mandò, P. A. (2013). Optical detection of radiocarbon dioxide: First results and AMS intercomparison. Radiocarbon 55, 213. https://doi.org/10.2458/azu_js_rc.55.16189
- Galli, I., Bartalini, S., Ballerini, R., Barucci, M., Cancio, P., de Pas, M., Giusfredi, G., Mazzotti, D., Akikusa, N., & de Natale, P. (2016). Spectroscopic detection of radiocarbon dioxide at parts-per-quadrillion sensitivity. Optica 3, 385.
- Galli, I., Bartalini, S., Borri, S., Cancio, P., Mazzotti, D., de Natale, P., & Giusfredi, G. (2011). Molecular gas sensing below parts per trillion: Radiocarbon-dioxide optical detection. Physical Review Letters 107, 270802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.270802
- Giusfredi, G., Bartalini, S., Borri, S., Cancio, P., Galli, I., Mazzotti, D., & de Natale, P. (2010). Saturated-absorption cavity ring-down spectroscopy. Physical Review Letters 104, 110801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.110801
