Isotope ratio analysis of sulfate using Orbitrap Exploris Isotope Solutions
Technické články | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Měření isotopického složení síranu ve vodách je klíčové pro určení jeho původu a procesů v biogeochemickém cyklu síry.
Odlišné zdroje síranu (atmosférické srážky, zvětrávání hornin, vulkanická a antropogenní činnost) nese charakteristické signatury δ34S, δ18O a další.
Analýza simultánních poměrů síry a kyslíku umožňuje komplexnější diagnostiku přírodních i průmyslových procesů ovlivňujících kvalitu vody.
Prezentovat metodu Orbitrap Exploris Isotope Solutions pro souběžné stanovení poměrů δ33S, δ34S, δ36S, δ17O, δ18O a „clumped“ 34S–18O v intaktních molekulách síranu.
Ukázat dvě alternativní techniky zavedení vzorku: In-flow injection s UHPLC a duální stříkačkový vstup.
Ověřit přesnost a reprodukovatelnost metody na standardních materiálech (SMIF-1, SMIF-2, S-hot, S-18O-depleted) a aplikovat ji na reálné vodní vzorky.
Vzorek síranu jako roztok 50 μM v metanolu, přímá ionizace ESI v negativním módu.
Dva režimy hmotnostního filtru:
V „M0“ režimu detekce až 10 nejhojnějších izotopoculů (včetně δ34S a δ18O) v jednom běhu.
Režim „noM0“ umožnil stanovení dvojitých substitucí a clumped izotopoculů (34S–18O, 34S–17O aj.).
Přesnost měření na standardech: δ34S do ±0,2 ‰, δ18O do ±0,6 ‰, clumped poměry do ±2–4 ‰.
Přidání 0,1 % kyseliny mravenčí potlačilo addukty NaSO4– a zlepšilo linearitu v koncentracích 1–100 μM.
Aplikace na vodní vzorky (37–139 mg/L SO42–) potvrdila robustnost metody, odchylky δ34S a δ18O v rámci standardních chyb.
Vzorky z indické řeky vykazují směs signatur zvětrávání evaporitů (vyšší δ34S, δ18O) a pyritového síranu (nižší δ34S, δ18O).
Možnost simultánně stanovit S a O izotopy ze stejného vzorku bez spalování či fluorinace.
Nižší požadavky na množství vzorku a kratší doba analýzy (6–15 min na vzorek).
Využití v hydrologii, environmentální chemii, QA/QC a výzkumu biogeochemického cyklu síry.
Široké uplatnění v mapování zdrojů síranů a procesů oxidace/snížení v přírodním prostředí.
Další rozvoj clumped izotopických analýz pro detailnější sledování vzájemné distribuce těžkých izotopů.
Integrace s pokročilou datovou analýzou (R, Python) pro automatizované hodnocení.
Orbitrap Exploris Isotope Solutions představují komplexní a vysoce přesnou metodu pro simultánní stanovení δ33S, δ34S, δ36S, δ17O, δ18O a clumped izotopů v intaktních molekulách síranu.
Metoda překonává omezení tradiční IRMS techniky, zkracuje dobu analýzy a snižuje požadavky na množství vzorku.
Předpokládá se rozšíření aplikací ve studiu biogeochemických procesů a environmentálních hodnocení.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníVýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Měření isotopického složení síranu ve vodách je klíčové pro určení jeho původu a procesů v biogeochemickém cyklu síry.
Odlišné zdroje síranu (atmosférické srážky, zvětrávání hornin, vulkanická a antropogenní činnost) nese charakteristické signatury δ34S, δ18O a další.
Analýza simultánních poměrů síry a kyslíku umožňuje komplexnější diagnostiku přírodních i průmyslových procesů ovlivňujících kvalitu vody.
Cíle a přehled studie / článku
Prezentovat metodu Orbitrap Exploris Isotope Solutions pro souběžné stanovení poměrů δ33S, δ34S, δ36S, δ17O, δ18O a „clumped“ 34S–18O v intaktních molekulách síranu.
Ukázat dvě alternativní techniky zavedení vzorku: In-flow injection s UHPLC a duální stříkačkový vstup.
Ověřit přesnost a reprodukovatelnost metody na standardních materiálech (SMIF-1, SMIF-2, S-hot, S-18O-depleted) a aplikovat ji na reálné vodní vzorky.
Použitá metodika
Vzorek síranu jako roztok 50 μM v metanolu, přímá ionizace ESI v negativním módu.
Dva režimy hmotnostního filtru:
- „M0“ (m/z 93–105): zachycení monoisotopového iontu M0 pro určení poměrů jednoseděných substitucí.
- „noM0“ (m/z 97,4–105): vyloučení M0 pro zvýšení intenzity minoritních izotopoculů.
Použitá instrumentace
- Orbitrap Exploris 120/240/480 MS
- Vanquish Neo UHPLC System pro in-flow injection
- Dual Syringe Inlet system
- Software Xcalibur pro akvizici a IsoX pro extrakci izotopických parametrů
Hlavní výsledky a diskuse
V „M0“ režimu detekce až 10 nejhojnějších izotopoculů (včetně δ34S a δ18O) v jednom běhu.
Režim „noM0“ umožnil stanovení dvojitých substitucí a clumped izotopoculů (34S–18O, 34S–17O aj.).
Přesnost měření na standardech: δ34S do ±0,2 ‰, δ18O do ±0,6 ‰, clumped poměry do ±2–4 ‰.
Přidání 0,1 % kyseliny mravenčí potlačilo addukty NaSO4– a zlepšilo linearitu v koncentracích 1–100 μM.
Aplikace na vodní vzorky (37–139 mg/L SO42–) potvrdila robustnost metody, odchylky δ34S a δ18O v rámci standardních chyb.
Vzorky z indické řeky vykazují směs signatur zvětrávání evaporitů (vyšší δ34S, δ18O) a pyritového síranu (nižší δ34S, δ18O).
Přínosy a praktické využití metody
Možnost simultánně stanovit S a O izotopy ze stejného vzorku bez spalování či fluorinace.
Nižší požadavky na množství vzorku a kratší doba analýzy (6–15 min na vzorek).
Využití v hydrologii, environmentální chemii, QA/QC a výzkumu biogeochemického cyklu síry.
Budoucí trendy a možnosti využití
Široké uplatnění v mapování zdrojů síranů a procesů oxidace/snížení v přírodním prostředí.
Další rozvoj clumped izotopických analýz pro detailnější sledování vzájemné distribuce těžkých izotopů.
Integrace s pokročilou datovou analýzou (R, Python) pro automatizované hodnocení.
Závěr
Orbitrap Exploris Isotope Solutions představují komplexní a vysoce přesnou metodu pro simultánní stanovení δ33S, δ34S, δ36S, δ17O, δ18O a clumped izotopů v intaktních molekulách síranu.
Metoda překonává omezení tradiční IRMS techniky, zkracuje dobu analýzy a snižuje požadavky na množství vzorku.
Předpokládá se rozšíření aplikací ve studiu biogeochemických procesů a environmentálních hodnocení.
Reference
- Jørgensen B.B., Findlay A.J., Pellerin A. Frontiers in Microbiology 2019, 10, 849.
- Canfield D.E., Stewart F.J., Thamdrup B., De Brabandere L., Dalsgaard T., DeLong E.F., Revsbech N.P., Ulloa O. Science 2010, 330(6009), 1375–1378.
- Turchyn A.V., Druhan J.L. The effects of reactive transport on sulfur isotopic compositions. In: Isotopic Constraints on Earth System Processes; 2022; s. 271–284.
- Hannon J.E., Böhlke J.K., Mroczkowski S.J. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2008, 22(24), 4109–4120.
- Geng L., Savarino J., Caillon N. et al. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 2019, 34, 1263.
- Kruve A., Kaupmees K. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2017, 28(5), 887–894.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Orbitrap Exploris Isotope Solutions: Using multiple microscans to enhance precision and accuracy for the ratios of minor isotopologues
2023|Thermo Fisher Scientific|Technické články
Technical note | 002087 Isotope ratio MS Orbitrap Exploris Isotope Solutions: Using multiple microscans to enhance precision and accuracy for the ratios of minor isotopologues Authors Introduction Nils Kuhlbusch, Andreas Hilkert, For highly precise and accurate isotope ratio measurements using…
Klíčová slova
isotope, isotopeeft, eftmicroscans, microscansorbitrap, orbitrapisotopologues, isotopologuesexploris, explorisratio, ratiomicroscan, microscansulfate, sulfatesubstitutions, substitutionsmultiple, multipleisox, isoxmass, massisotopologue, isotopologuediscussed
Isotope ratio analysis of acetate using Orbitrap Exploris Isotope Solutions
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 002570 Isotope ratio MS Isotope ratio analysis of acetate using Orbitrap Exploris Isotope Solutions Authors Introduction Elliott Mueller1, Juliann Panehal1, Issaku Acetate is an important organic molecule in environmental processes, serving E. Kohl , Nils Kuhlbusch as…
Klíčová slova
isotope, isotopeacetate, acetateorbitrap, orbitrapion, ionexploris, explorisisotopocule, isotopoculeratios, ratioscarbonate, carbonateratio, ratioabundance, abundanceisotopocules, isotopoculesisox, isoxcarbon, carbonagc, agcscientific
New dimensions in isotope ratio analysis Orbitrap Exploris™ Isotope Solutions
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
A world of possibilities New dimensions in isotope ratio analysis Orbitrap Exploris™ Isotope Solutions Orbitrap power now for isotope ratios Intramolecular isotopic information is important as it can provide a better understanding of the processes of molecule formation and provide…
Klíčová slova
isotope, isotopeorbitrap, orbitrapisotopologues, isotopologuesratios, ratiosexploris, explorisoxyanions, oxyanionsreference, referencemethodology, methodologyisotopologue, isotopologuesolutions, solutionsintramolecular, intramolecularhram, hramratio, ratiodual, dualisotopic
Uncover new dimensions of isotope ratio analysis with Thermo Scientific Orbitrap MS technology
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Product spotlight | 001393 Isotope ratio MS Uncover new dimensions of isotope ratio analysis with Thermo Scientific Orbitrap MS technology Introduction Isotope ratio mass spectrometry (IRMS) is a powerful tool for determining subtle isotopic variations within a sample, providing unique…
Klíčová slova
isotope, isotopeorbitrap, orbitrapexploris, explorisisotopologues, isotopologuesratios, ratiosratio, ratioreference, referenceneo, neoirms, irmsisotopic, isotopicsolutions, solutionsintramolecular, intramoleculartechnology, technologysample, samplenitrate