技术原理
质谱串联光谱同位素技术，即同位素质谱（IRMS）技术整合中红外分布反馈量子级联和饱和吸收腔衰荡（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down） 技术。
主要特点
- 耦合QCL的低温、双腔设计，具有参比差分信号比对；
- 同步测量稳定性13C和15N同位素及放射性14C同位素；
- 传统同位素质谱技术与现代同位素光谱技术的结合；
- 元素分析仪、质谱分析仪和14C光谱分析仪可组合使用；
- 体积小巧、操作简单、测量快速、参照精准、结果可靠。
性能指标
| 技术参数 | |||
| 可测元素 | CN | 零空白进样器 | 电动自动进样器：32，50,100位 |
| 分析时间 | CN：8 min | 反应炉 | 双炉系统 |
| 测量范围 | C：0~100mg； N：0~80mg | CO2处理 | Zeoquantum CO2吸附和解吸附系统 |
| 准确度* | <0.2%（标准品，纯度>99.9%） | H2O处理 | 带有水汽去除 |
| 精度* | <0.1%（标准品，纯度>99.9%） | 是否可待机 | 具有待机模式 |
| 系统参数 | |||
| 尺寸 | 98 x 50 x 37cm | 重量 | 78kg |
| 供电 | 230V，50/60Hz | 功耗 | 5A，1100Wh |
| 气体需求 | 氦气（99.999%），3-5bar；氧气（99.999%），3-5bar；空气（无油压缩空气） | ||
| 分析条件 | |||
| 载气 | 氦气 | 检漏 | 自动检漏 |
| 反应炉温度 | 左炉：1100℃；右炉：1100℃ | 流量调节 | 电子流量调节 |
| 氧气需求 | 根据氧气定量器自动计算 | 检测器 | 高灵敏度TCD |
| 软件 | EAS Clarity | 校准 | 线性、二次曲线、三次曲线 |
| 样品大小 | 0.1-400mg （取决于样品性质） 300mg（典型食品样品） ~1000mg（土壤样品进样量到） | 样品类型 | 固体、液体 |
| 包样 | 高纯度锡杯或者银杯 | 可选配件 | 天平、耗材 |
| HTG 高温模块（做定年，必选；常规检测，可选） | |||
| 温度 | 1450℃ | 功能 | 高温煅烧CaCO3 获得CO2 |
ID Micro 同位素质谱仪
| 技术参数 | |||
| CO2标气13C内部重现性 | ±0.10‰（自然丰度，1个SD） @在质量为44的离子束和强度20纳安下，重复12次注入CO2标气 | ||
| 氮气标气15N内部重复性 | ±0.15‰（自然丰度，1个SD） @在质量为28的离子束和强度20纳安下，重复12次注入氮气标气 | ||
| 尿素标样13C重现性 | ±0.10‰（自然丰度，1个SD） @5个含有100ug碳的尿素标样重复测定 | ||
| 尿素标样15N重现性 | ±0.2‰（自然丰度，1个SD） @5个含有100ug碳的尿素标样重复测定 | ||
| 样品分析时间 | 一个样品为4~5min，取决于元素分析仪或整套系统 | ||
| 分辨率 | 质量为29的>75 | ||
| 系统参数 | |||
| 离子束检测 | CNHS三重法拉第收集器 | 质量分析器构造 | 14cmRAD，90度 |
| 质量分析器磁铁 | 高温稳定磁铁 | 分辨率 | 中心收集器80 |
| 真空装置 | 内置真空泵 | 低功耗 | 典型功率240W |
| 尺寸 | 高47cm，长70cm，宽30cm | 重量 | 45kg |
| 数据系统 | 包括仪器诊断程序、准备系统控制、分析数据采集和结果显示 | 软件 | 全功能软件包：用于质谱仪控制和同位素比值分析 |
SCAR 14CO2 同位素分析仪
| 样本需求量 | 6 ~ 8 mg |
| N2O 耐受度 | 典型5ppb，10ppb |
| 14C测量精度 | 2 ~ 3 pMC @ 10 min; 1 ~ 2 pMC @ 60 min; 0.3 ~ 1 pMC @ 240 min |
| 准确度 | 0.2% ~ 0.5% |
| 测试范围 | 0 ~104 pMC |
| 检出限 | 1 ~ 3 pMC |
| 尺寸 | 200cm x 110cm x 160cm |
| 功耗 | 120/240V,~3000W |
便携式大气CO2 捕获装置
| 技术原理 | C-Quantum |
| 样本获取时间 | 10~60 min |
| 样本存储模式 | 可更换样品管 |
| 供电 | 充电电池，每次充电可以获取达20个样品 |
| 尺寸 | 14 x 14 x 40 cm |
| 重量 | 3 kg |
文献资料
- 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
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