Os pesquisadores desenvolveram um método para medir rapidamente e com alta precisão a composição de isótopos de agrupamentos em dióxido de carbono (Δ638) usando dois lasers infravermelhos nas faixas de 2250,2 cm-¹ e 2285,1 cm-¹, respectivamente, ao mesmo tempo que mediram diretamente o espectro de absorção de quatro moléculas de isótopos de CO2 críticos (626, 636, 628 e 638), evitando fundamentalmente a interferência de isótopos homógenos na espectrometria de massa. A área do pico de absorção foi analisada em tempo real e a constante de equilíbrio da reação K foi derivada calculando a relação entre ([628]/[626]) e ([638]/[636]) e, finalmente, convertida em Δ638 em relação ao gás de referência de trabalho.

Este método permite um erro padrão de ±0,009‰ em 20 minutos de análise, com precisão equivalente à espectroscopia de massa de relação de isótopos (IRMS) de topo, mas com menos quantidade de amostra necessária (15 μmol de CO2) e velocidades de análise mais rápidas. O valor de Δ638 medido apresenta uma relação linear com a previsão calculada com base na teoria termodinâmica, demonstrando a precisão do método. As medições de Δ638 são extremamente fracas em relação à composição isótopica global da amostra (δ¹3C e δ¹8O), o que significa que dados de isótopos de agrupamento precisos podem ser obtidos mesmo que os valores de isótopos de fundo da amostra sejam muito diferentes do gás de referência. Testes rigorosos confirmaram que nenhuma fração isotópica significativa foi introduzida no armazenamento, processamento e amostragem de gás, garantindo a autenticidade e confiabilidade dos resultados da análise.

O equipamento utilizado no estudo acima é o sistema de medição de isótopos em aglomerado a laser duplo TILDAS, com uma piscina de 36 metros de distância de luz e um volume de cerca de 250 mL, combinado com um detector HgCdTe de alta sensibilidade, com um sistema de amostragem de gás automatizado, incluindo válvulas eletrônicas, válvulas pneumáticas, orifícios críticos e sensores de pressão, para garantir que não haja fração de isótopos durante a introdução do gás, usando o software TDLWintel para analisar o espectro de absorção em tempo real, calcular a proporção de área de pico de cada isótopo e, em seguida, derivar o valor de Δ638.

O sistema de medição de isótopos de agrupamento de carbonatos Aerodyne, representado pela Macau Corporation, mede rapidamente e de alta precisão os isótopos de agrupamento de dióxido de carbono (Δ638). As vantagens técnicas deste produto são as seguintes:

· Evitar interferência isotópica: espectrometria de massa de relação isotópica (IRMS) tradicional não é capaz de distinguir duas moléculas com um número de massa de 47, o sistema de medição de isótopos de agrupamento de carbonatos mede diretamente a impressão digital de absorção infravermelha específica da molécula, pode identificar e quantificar a molécula alvo ¹³C¹ · O O O ¹¹¹¹O, sem interferência de outras moléculas isotópicas homogêneas, tornando a medição mais direta e mais confiável.

Medição de alta precisão: tempo de medição de 16 minutos e amostras de lítica de menos de 1,6 mg, a precisão de Δ638 pode chegar a 0,01 ‰, comparável ao IRMS, sob a premissa de manter a alta precisão, o sistema de medição de isótopos de agrupamento requer menos quantidade de amostra e velocidade de análise mais rápida, permitindo que os cientistas conduzam pesquisas de alta resolução temporal ou de alta resolução espacial para desbloquear a análise de amostras em traços.

· Boa precisão: correlação de temperatura 1,028 ‰ vs 0,928 ‰, os resultados da medição são capazes de acompanhar as mudanças na composição dos isótopos do agrupamento causadas por mudanças de temperatura, os valores medidos são altamente consistentes com os valores reais, essa correlação de temperatura não é significativamente afetada pela fonte inicial da amostra, indicando que o termômetro tem uma ampla aplicabilidade.