Předkoncentrace a stanovení vybraných nuklidů elektroforetickými metodami

Abstract

Tato diplomová práce je zaměřena na isotachoforézu a její využití k snížení izobarických nečistot v urychlovačové hmotnostní spektrometrii (AMS). Vzorky využívané v AMS většinou obsahují pouze miligramové množství prvku. Zatímco zájmový radioizotop je přítomnen v ultra stopovém množství, případné nečistoty se v přírodě vyskytují s přirozeným zastoupením několika procent. Proto je důležitá chemická předúprava vzorku, tak aby se potlačily nežádoucí nečistoty, což je důležité pro úspěšnou AMS analýzu. Tato práce se zabývá isotachoforetickým předčištěním párů 41Ca/41K a 26Al/26Mg. Nejprve byl optimalizován isotachoforetický systém pro stabilní izotopy. To znamenalo nalezení vhodných systémů elektrolytů pro separaci pro každý z párů a načasování odběru vzorku z kapiláry. Odebrané vzorky byly podrobeny dalším analýzám, buď pokračováním analýzy v následující kapiláře a nebo pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem. Dále bylo také připraveno několik vzorků pro AMS analýzu. Analýza pomocí hmotnostního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem Agilent7500S ukázala schopnost isotachoforézy potlačit draslík (3.91·105 g g1) v modelovém vzorku pod mez detekce (LOD; 1.36·107 g g1), zatímco koncentrace vápníku zůstaly podobné těm, které byly vpuštěny do isotachoforetockého zařízení (EA102). Horší situace byla pro pár Al/Mg, kde se podařilo potlačit hořčík jen přibližně o 80 %. Nicméně jeho mez detekce byla stanovena poměrně nízko (6.3 · 109 g g1). Několik vzorků se zvýšeným obsahem 41Ca/40Ca z izotopických standardů byly podrobeny isotachoforetické separaci a následně byly změřeny na multiizotopové nízkoenergetické AMS (MILEA). Avšak výsledky z těchto měření nebyly jednoznačně vypovídající.This thesis investigates isotachophoresis as a method to reduce isobaric interferences in accelerator mass spectrometry (AMS). The samples introduced into the AMS typically contain only milligram quantities of total element mass. The radioisotope of interest is present at ultra-trace levels, while the potential interferents are present at natural abundance levels of a few percent. Thus, effective sample pretreatment to suppress these interferences is critical for successful accelerator mass spectrometry analysis. In this thesis, isobar pairs 41Ca/41K and 26Al/26Mg were investigated for the isotachophoretic pretreatment. Isotachophoresis of stable isotopes of the isobar pairs was optimized by finding suitable electrolyte systems for each to perform the separation with and by timing the flush out of the zone from the capillary. The flushed out samples were validated with further isotachophoretic analysis in another capillary or inductively coupled plasma mass spectrometry. Some samples were even prepared for the AMS analysis. The analysis at inductively coupled mass spectrometer Agilent7500S showed that potassium in a model sample (3.91·105 g g1) was suppressed to the limit of detection (LOD; 1.36·107 g g1 ), while calcium concentration levels remained similar to the concentration injected into the isotachophoretic device (EA102). This was not true for Al/Mg pair, where magnesium was suppressed about 80%. However, its LOD (6.3 · 109 g g1 ) established for it was quite low. Several samples with increased 41Ca/40Ca treated by isotachophoresis have been measured using Multi-Isotope Low-Energy AMS (MILEA). However, the results of these measurements are inconclusive.