德国元素 | EA-IRMS分析低硫丰度样品的优势

在考古学研究中，骨胶原的δ¹³C，δ¹⁵N和δ³⁴S同位素比值为史前人类的饮食重建提供了有价值的见解，进一步加深了我们对早期人类迁徙模式及其生存诉求的认识，在这一研究领域中，至关重要的是从有限的样本中获得尽可能多的有用信息。

骨胶原样品由于C/S比例很高，很难同时分析C、N和S同位素，这可能会涉及同位素分析之前所需的气体分离问题，德国元素Elementar元素分析仪具有自主专利的先进吹扫捕集技术(Purge and trap technology)可以可靠地分离CNS峰，从而有效解决这些问题，即使在自然样品中元素比例非常大的情况下也是如此。APT柱的快速加热有利于产生非常尖锐的峰形，提高信噪比，从而能够在较低的微克范围内进行分析。

EA-IRMS在CNS模式下运行，燃烧温度为1150°C。样品燃烧后，CO₂和SO₂被APT柱捕集，N₂直接通过APT柱而被检测器检测，一旦N₂峰值衰减回基线，APT柱将自动加热到90°C以释放CO₂，随后加热到220°C以释放SO₂，每个加热步骤都是在元素分析仪完成后续的峰检测后进行，即便不同元素的相对浓度差很大，也能保证完整的基线分离，燃烧后产物N₂、CO₂和SO₂的分离峰如图1所示。

德国元素EA-IRMS系统可以测量骨胶原的δ³⁴S，即使非常低的硫含量(通常是< 5μg S)也具有很高的精度。相比于使用GC柱的元素分析仪，德国元素EA-IRMS系统可以在很低的阱电流基础上实现更好的精度和灵敏度。由于SO₂分离度好，可以使用较低的阱电流，使仪器更加稳定，灯丝寿命更长。下表总结了德国元素EA-IRMS系统对骨胶原标准品的性能，相同骨胶原标准品在用传统的0.7m PTFE等温GC柱的EA上（与同一IRMS联用）进行分析，获得数据如下。

分析数据来源于德国元素与新西兰怀卡托大学的Fiona Petchy博士合作进行。

由上表可知，阱电流400uA时，使用吹扫捕集技术增加了8倍的SO₂灵敏度，实现了更高的测量精度，这在样品数量有限的情况下很重要。