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采用光腔衰荡光谱技术提高水中17O-盈余测量的精度和速度
2020/06/02 15:22
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方案摘要：
产品配置单：
Picarro 超高精度水同位素分析仪 L2140-i
型号： Picarro L2140-i
产地： 美国
品牌： Picarro
¥100万 - 200万
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方案详情：
采用光腔衰荡光谱技术提高水中17O-盈余测量的精度和速度
摘要：液态水 17O-盈余的测量精度：3h内达6 permeg
简介
• 17O-盈余数据（17O-盈= ln [δ17O+1] - 0.528 ln [δ18O+1]) 已被用于研究气象学过程、植物分馏过程、动物代谢以及其他各种物理和化学过程。而仪器测量精度是将这种有前景的新型示踪技术成功应用于一系列科学问题的关键。
• 迄今为止，CRDS 的17O-盈余测量精度只达到10-15 permeg[1] 。在本文中，我们将介绍一种新方法，与质谱法[2]相比，它可以达到类似甚至更好的精度。改进的方法不需要任何硬件更改，仅需要修改进样程序。
仪器
Picarro L2140-i 水同位素分析仪
• 将分析仪连接自动进样器和蒸发器；
• 当前规格：15permeg（6次进样的平均SD，即：1 h测量）
Ø 目前的15permeg精度规格是因为水进样重现性的限制，而分析仪的精度则不限于此。
Ø 改进的进样程序（见下框）可以实现更高的精度或测样速度。（见结果）。
结果
进样次数
图 2：使用新的进样程序进行水中17O-盈余测定的重现性试验。灰色数据点为单次进样的 17O-盈余值（每次进样需要3.7 min，SD=30 permeg）。蓝色数据点为50次进样的 17O-盈余值的平均值。50次进样的平均值的标准偏差仅为6 permeg。
表 1：新的进样程序允许在更短的时间内进更多的样：以前需要大约1 h才能达到15 permeg 的17O-盈余精度，现在可以在大约20 min 内达到相同的精度。以相同的样品进样3 h可以达到约6 permeg的精度。
平均进样 | 时间 (h) | 时间 (min) | 17O-盈余精度(permeg) |
1 | 0.1 | 3.7 | 30 |
6 | 0.4 | 22 | 12 |
12 | 0.7 | 44 | 9 |
20 | 1.2 | 73 | 8 |
50 | 3.1 | 183 | 6 |
进样次数
图 3：记忆删除测试。由于改进的记忆删除程序，样品 A、B 和 C 之间的交替没有显示出任何显著的17O-盈余的记忆效应（SDA=23 permeg，SDB=28 permeg，SDC=27 permeg）。
这些测量是由来自IAEA的Len Wassenaar作为beta测试合作的一部分进行的。
结论
• 新的液态水进样程序可以显著提高测量精度和/或测样速度。
Ø 测样速度可以提高3倍，并且对17O-盈余、δ18O和δD的测量仍可达到与以前相同的精度。
Ø 另外，当平均进样超过50次（即3小时）时，可以将17O-盈余的测量精度提高到6 permeg。
• 相同的方法还可以提高常见的δ18O和δD分析的精度和/或速度。
参考文献
[1] A. Pierchala, K. Rozanski, M. Dulinski, Z. Gorczyca, M. Marzec, R. Czub, High-precision measurements of δ2H, δ18O and δ17O in water with the aid of cavity ring-down laser spectroscopy. Isotopes Environ. Health Stud. 55, 290–307 (2019).
[2] E. Barkan, B. Luz, High precision measurements of 17O/16O and 18O/16O ratios in H2O. Rapid Commun. Mass Spectrom. 19, 3737–3742 (2005).
如果希望进一步了解文章涉及的应用方法，欢迎与我们联系讨论！
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