研究人員可使用食物、纖維、液體或石頭中所留下的同位素指紋圖譜 (同位素特徵) 來追溯來源、真實性和微量鑑定。同位素比值質譜儀 (IRMS) 可幫助鑑定同位素特徵,這些特徵可提供有關地理區域、植被過程、土壤或施肥過程等資訊。使用 Thermo Scientific 同位素比值質譜儀產品組合進行指紋圖譜鑑定,找出隱藏於樣品背後的故事。 

同位素指紋圖譜可協助揭露您樣品的歷史

樣品具獨特的化學特徵或指紋,可為其歷史提供線索。同位素比值質譜儀 (IRMS) 可以幫助視像化這些指紋。

Food integrity

食品和飲料產品具備一種指紋,可用以鑑定產品的獨特化學特徵。若要將此種指紋視像化,可使用 IRMS 來鑑定產品的同位素指紋圖譜。食品和飲料產品中的同位素指紋會因地區或製程而具特異性,這表示產品可根據地理區域 (起司、咖啡、糖、魚類及動物餵食區域)、植被過程 (豆類、種子、橄欖油、香草)、土壤和施肥過程 (水果和蔬菜) 和欺詐行為 (蜂蜜摻糖、葡萄酒和烈酒摻水) 來進行區分。這些過程可利用碳、氮、硫、氧和氫同位素連同其變異來進行微量分析,以判定食品和飲料產品的來源和歷史。

技術
Environmental analysis

保護我們的環境免受污染是一項全球性的挑戰,這項挑戰需要國際間對空氣、水與土地資源的重視及合作。空氣、水和我們土地上的天然與合成材料都具備一種指紋,這是讓其能接受鑑定、並進行相互區別的獨特化學特徵。可進行此種區分的獨特化學特徵為污染物質中的穩定同位素,我們將此稱為同位素指紋圖譜。若要將此指紋視像化,可使用 IRMS。天然樣品材料中的同位素指紋會因地區或過程而具特異性,這表示樣品可根據地理區域 (空氣中的懸浮顆粒)、植物來源 (有機物來源和移動) 和礦化作用 (材料於自然中的分解) 來進行區分。這些過程可使用同位素指紋圖譜來進行定期追溯,為來源鑑定提供範疇並追溯環境中的改變,時幅可從現在到近期過往及古早以前。

使用「同位素獵人」來追溯污染來源

使用同位素指紋圖譜來追溯空氣中的污染來源

技術
Forensics

鑑識調查會檢查樣品材料以判定其相似或不同的程度,或是鑑定材料的來源。之所以能夠鑑識材料的差異或是其來源,是因為材料皆具有獨特的化學特徵,如同指紋般。若要將此指紋視像化,可使用 IRMS 來測量樣品材料的穩定同位素,其在本質上具相同的化學性質。不同於鑑識調查中其他類型的推演證據 (例如咬痕、輪胎或鞋類的印記、筆跡),同位素測量是可重現且易於驗證的量化實證。同位素指紋圖譜的應用在鑑識調查上越來越普遍,因為我們需要以完善分析技術來強化嚴謹的科學基礎。應用領域包括人類、犯罪、環境、生態、食品和考古材料的鑑識調查。

使用「同位素獵人」進行禁藥管制

使用「同位素獵人」調查犯罪鑑識案例

使用同位素指紋圖譜追溯人類起源

技術
Oil and gas

由於石油探勘成本高昂,因此石油公司會使用多種來源鑑定標準,例如化學和同位素指紋圖譜來滿足開採活動上的決策。正因石化材料與其他天然及合成材料一樣,都具有獨特的化學特徵,我們將其稱為同位素指紋圖譜,因此可用來鑑定來源。

若要將此指紋視像化,可使用 IRMS。在探勘和開採產業中應用同位素指紋圖譜,能區分氣體來源、遷移、儲層表徵,同時可評估成熟和生物降解過程。碳、氮、硫、氧和氫等同位素指紋圖譜也可用於瞭解石化探勘對環境的影響。 

技術
Neoma MC-ICP-MS

Neoma MC-ICP-MS

電漿離子化可減少干擾的數量,而高質量解析度可輕易將 32S+18O16O+ 進行區分。此可在個別有機化合物中進行硫同位素的大量分析。

瞭解 Neoma MC-ICP-MS ›

Nuclear

核子防護、環境控制和核燃料處理等產生核能的核子應用,都必須接受非常嚴格的法規規範,必須對鈾和其他錒系元素進行精確且準確的同位素分析。核子防護和環境控制需要終極偵測系統,才能在極小如組織般的樣品中找到鈾和其他錒系元素的同位素特徵。對於核能發電廠來說,使用正確的核燃料量及混合物來進行核分裂過程是至關重要的,同時也需要精確且準確的 235U 和 239Pu 同位素等資訊作為進料及產料的資訊。

Thermo Scientific 同位素比質譜儀相當適用於核子應用。RPQ 能源過濾器可減少主要同位素對鄰近次要同位素的尾礦作用,以精確判定極限同位素比值。量身打造的核子多離子計數套件,可判定低豐度 234U 和 236 至 fg 等級。 

技術
Semiconductor and high purity metals

污染控制在半導體和高純度金屬產業中至關重要。尤其是無機雜質會影響製造半導體裝置絕緣與導電層的電氣特性。同樣地,銅等高純度金屬也是用於合成先進材料的重要前驅物,包括用於太陽能電池和超導陶瓷的化合物半導體。因此,微量元素污染可能會使半導體裝置的製造產能下降,並降低運作的可靠性。為了將污染降至最低,必須監控製程化學物和金屬最終產物中超微量 (ng/L;ppt) 的元素不純物。

可使用 Thermo Scientific 同位素比質譜儀產品組合中的多種儀器來進行微量元素分析。此種高靈敏度儀器的設計具有低偵測限制,適合監控超微量的元素不純物,同時又能保有高樣品吞吐量。 

技術
Battery

同位素比質譜儀亦可用於電池研究。鋰離子電池的一大主要問題便是會隨著時間老化而喪失其效能。電解液中絕大多數的老化部分是以有機為主的化合物。將高解析度 ICP-MS 與層析系統結合,讓研究人員得以量化因電解液老化而產生的未知反應產物。使用 Glow Discharge MS 的深度剖析技術,可用於判斷隨著電池老化,鋰遷移至不同電池元件的狀況。

技術
Isotope hunter e-learning

透過此線上學習系列,成為一位「同位素獵人」

線上學習模組將向您介紹同位素指紋圖譜,以及如何利用它們來找到樣品來源和真實性的答案。您會學到:

  • 什麼是同位素指紋圖譜?
  • 如何偵測同位素指紋圖譜?
  • 同位素指紋圖譜可應用於何處?
  • 同位素指紋圖譜在食品誠信、環境鑑識、犯罪鑑識、禁藥管制等方面的應用實例有哪些。

今天就開啟您成為「同位素獵人」的旅程 ›

Isotope Fingerprints Compendium

同位素指紋圖譜概要

您是否正在進行來源分析? 在此概要中,您會瞭解如何將同位素指紋圖譜用於食品誠信的來源和真實性,以及鑑識調查。

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