Solides

MISE EN GARDE : Nous N’ACCEPTONS PAS d’échantillons enrichis au carbone 14 (souvent utilisé comme traceur). L’assainissement à la suite d’une contamination par les matières enrichies au carbone 14 interdites, en quelque quantité que ce soit, peut coûter des milliers de dollars. Si vous soumettez des échantillons interdits au laboratoire, vous pourriez être tenu responsable.

Quantitatif - nchs

Exigences :

  • Tous les matériaux doivent être secs.
  • La plupart des matériaux doivent être pulvérisés. Les cas spéciaux comme les petites plumes ou les longueurs de cheveux de 1cm qui sont très difficiles à pulvériser peuvent être analysé tel quel.
  • Conserver dans des flacons ou des bouteilles hermétiques. Le verre est généralement préférable (moins de statique), mais le plastique est aussi acceptable.
  • Les filtres en fibre de verre peuvent être stockés et expédiés emballés à plat dans une feuille d'aluminium.
  • Si le matériel est trop grossier ou non homogénéisé, des frais  supplémentaires seront appliqués pour le broyage avec le broyeur à boulets ou le mortier et pilon (voir liste de tarifs).
  • Normalement, pour la matière organique, 4-5 mg sont utilisé. Pour les sédiments, 10-100mg.  Nous pouvons monter jusqu'à 500mg.
  • Un catalyseur (WO3) est ajouté aux sédiments.
  • Il est préférable de grouper les échantillons selon leur matrices et propriétés.

Méthodologie:

Les échantillons sont pesés dans des capsules d'étain (on ajoute du WO3 pour les échantillons riche in fer et oxides de calcium, potassium, sodium).  Des standards élémentaires sont aussi traités de la même façon et ajoutés à la séquence pour normaliser les données.

Les capsules sont placées dans l'auto-échantillonneur de l'analyseur élémentaire. L'échantillon tombe dans un tube de combustion maintenu à 1150oC, et s'ensuit une combustion rapide avec l'ajout d'oxygène. Un débit continu d'hélium amène les gas créés (N2 , CO2 , H2O, and SO2) à une série de trappes à zéolites et sont relachés séparément vers le TCD (thermo conductivity detector).

Précision analytique (2 sigma) : +/- 0.1%.

Références :

  • Pella, E., (1990). Elemental organic analysis, parts 1-2. American Laboratory, Feb. & Aug.
  • Manuels d'instructions pour l'Elementar Isotope Cube
Quantitatif - O

Exigences :

  • La plupart des matériaux doivent être broyés en poudre sèche. Certains types de matériaux tels que les petites plumes ou les mèches de cheveux coupées peuvent ne pas avoir besoin d'être broyés; vérifier avec le laboratoire.
  • Si le matériel est trop grossier, des frais supplémentaires seront appliqués pour le broyage avec le broyeur à boulets ou un mortier et un pilon (voir liste de tarifs).
  • Typiquement, de 1 à 2 mg de matériel est utilisé.

Méthodologie :

Les échantillons en poudre secs sont pesés dans des capsules d'argent et placés dans un auto échantillonneur Zero blank  et mis sous vide pendant quelques minutes. Les échantillons sont analysés avec une unité TC/EA de Thermo Scientific. Des standards d'acide benzoique sont préparés avec chaque lot d'échantillons pour un étalonnage individuel.

La précision analytique est de +/- 0,3%.

Références :

  • Manuel d'instruction pour le TC/EA Thermo.
  • Manuel d'instruction pour le Flash Ht Plus.
Isotopes de carbonate

Exigences :

  • L'échantillon devrait avoir une taille de particule inférieur à du sable très fin. Si le matériel est trop grossier, des frais supplémentaires seront appliqués pour le broyage avec mortier et pilon (voir liste de tarifs).
  • Les flacons d'échantillon doivent être étanches à l'air.
  • Si possible, gardez la taille du flacon appropriée à la quantité de matériel soumis. Nous utilisons environ 0,5 à 0,7 mg d'équivalent calcite par analyse; s'il vous plaît envoyer quelques milligrammes si possible.
  • Une feuille de soumission pour un type de minéral seulement. La pureté du minéral pour chaque échantillon doit être indiquée dans la colonne des commentaires. Indiquer S% ou C%(organique) si plus d'environ 1%.

Méthodologie :

L'acide phosphorique anhydrique préparé selon la méthode de Coplen et al., 1983 (10 ml) est placée dans un Exetainer et dégazée sous vide pendant une heure. Les échantillons (environ 0.5 à 0.7 mg) sont déposés au fond d'Exetainers; les standards sont traités de la même façon et sont dispersés parmi les échantillons. Un autre standard est utilisé comme un inconnu.

Lorsque la séquence est pesée, les Exetainers sont insérés 8 à la fois sans bouchons dans un support qui les maintient horizontalement. Une goutte d'acide dégazée (0,1 mL) est déposée délicatement près du goulot de l'Exetainer avec une seringue jetable de 1 mL. Les flacons sont maintenus horizontaux tout en étant rebouchonnées (après chaque 8). Chaque colonne de 8 flacons est rincée et remplie d'hélium UHP hors ligne pendant 4 minutes à une vitesse de 60-70 mL / min.

Les tubes sont glissés à la verticale dans un bloc de réaction/équilibre à température contrôlée (soit 25,0°C ou 50,0°C); l'acide glisse lentement le long de la paroi d'Exetainer pour finalement entrer en contact avec l'échantillon et réagir avec ce dernier pendant 24 heures. L'analyse du CO2 libéré s'ensuit.

La précision analytique est de +/- 0,15 per mil.

Références :

  • Coplen, T.B., Kendall, C., and Hopple, J., (1983). Comparison of stable isotope reference samples. Nature, vol. 30, pp. 236-238.
  • Revez, K. et al., (2001). Measurement of delta13C and delta18O Isotopic Ratios of CaCO3 using a Thermoquest Finnigan GasBench II Delta Plus XL Continuous Flow Isotope Ratio Mass Spectrometer with Application to Devils Hole Core DH-11 Calcite. USGS Open-File Report 01-257.
  • Manuel d'utilisation pour le GasBench et pour le Thermo Finnigan DeltaPlus XP IRMS.
Isotopes d'hydrogène

Exigences :

  • La plupart des matériaux doivent être broyés en poudre sèche. Certains types de matériaux tels que les petites plumes ou les mèches de cheveux coupées peuvent ne pas avoir besoin d'être broyés; vérifier avec le laboratoire.
  • Si le matériel est trop grossier ou non homogénéisé, des frais supplémentaires seront ajoutés pour le broyage avec le broyeur à boulets ou le mortier et pilon (voir liste de tarifs).
  • Les matières organiques et inorganiques doivent être soumises dans des fichiers de soumission distincts; les codes de média sont différents (un code de média par fichier).
  • La pureté du minéral ou le %H de chaque échantillon doit être indiquée dans le ficher de soumission. Si le %H est inconnu, il faut d'abord effectuer une analyse élémentaire (soumission séparée).
  • À peu près 0,1 mg de H ou l'équivalent est requis; SVP envoyer plus (pour les répétitions ou les doublons).

Méthodologie (H non échangeable) :

Les échantillons en poudre secs sont analysés avec un spectromètre de masse Thermo DeltaPlus XP à débit continu couplé à un analyseur  élémentaire Thermo Scientific (TC/EA) via un Confo IV muni d'un auto-échantillonneur Costech Zero-blank qui peut être scellé et mis sous vide. Les mesures δ2H et δ18O sont effectuées individuellement car les paramètres de fonctionnement du TC/EA sont différents pour chacun des deux éléments. Pour les mesures de δ2H, on utilise la méthode de Qi et Coplen; débit de He = 120 mL/min, température du réacteur = 1450 °C, température de GC = 85 °C et longueur de GC = 1m, 5Å. Les minéraux pulvérisés sont pesés dans des capsules d'argent ciblant environ 100 μg H. Des standards internes/internationaux sont préparés avec chaque lot d'échantillons pour la normalisation des données.

La précision analytique est de +/- 0,3 permil.

Méthodologie (H échangeable) :

Les échantillons secs en pièces ou en poudre sont analysés avec un spectromètre de masse Thermo DeltaPlus XP à débit continu couplé à un analyseur thermique Thermo Scientific (TC/EA) via un Confo IV muni d'un auto-échantillonneur Costech Zero-blank qui peut être scellé et mis sous vide. Deux séries identiques d'échantillons sont pesés en capsules d'argent mais laissées ouverts. L'on permet à une série d'échanger avec de l'eau apauvrie en 2H et à l'autre d'échanger avec de l'eau enrichie en 2H afin de procéder à des calculs de bilan d'échange isotope.

Une fois le processus d'échange terminé, les échantillons sont séchés sous vide pendant 24 heures. Pour les mesures de δ2H, on utilise la méthode de Qi et Coplen. Les paramètres d'opération comprennent les suivants: poids de chaque échantillon de cheveux humain = 460 ± 10 μg, capsules de pesé = 3.5 × 5 mm argent; débit de He = 120 mL/min, température du réacteur = 1350 °C, température du GC = 80 °C et longueur de GC = 1m, 5Å.

La précision analytique est de +/- 0,3 permil.

Références:

  • Coplen, Tyler B., and Qi, Haiping (2012) USGS42 and USGS43: Human-hair stable hydrogen and oxygen isotopic reference materials and analytical methods for forensic science and implications for published measurement results, Forensic Science International, Volume 214, Issues 1–3, 10 January 2012, Pages 135–141.
  • Manuels d'instruction pour le TC/EA Thermo et le Thermo Finnigan DeltaPlus XP.
Isotopes de carbone

Exigences :

  • Tous les matériaux doivent être secs.
  • La plupart des matériaux doivent être pulvérisés. Les cas spéciaux comme les petites plumes ou les longueurs de cheveux de 1cm qui sont très difficiles à pulvériser peuvent être analysé tel quel.
  • Conserver dans des flacons ou des bouteilles hermétiques. Le verre est généralement préférable (moins de statique), mais le plastique est aussi acceptable.
  • Les filtres en fibre de verre peuvent être stockés et expédiés emballés à plat dans une feuille d'aluminium.
  • Si le matériel est trop grossier ou non homogénéisé, des frais supplémentaires seront ajoutés pour le broyage avec le broyeur à boulets ou le mortier et pilon (voir liste des prix).
  • Les matières organiques et inorganiques doivent être soumises dans des fichiers de soumission distincts; ces deux types de matières ont des codes de média différents (un code de média par fichier).
  • Le pourcentage quantitatif de C (%C) de chaque échantillon doit être indiqué dans le fichier de soumission. Si le %C est inconnu et ne peut être repéré dans une recherche documentaire, les échantillons (ou un sous-ensemble de ceux-ci) devront être soumis pour une analyse élémentaire préliminaire (soumission séparée).

Méthodologie (organique):

NOTE: Le carbone (C) et l'azote (N) sont souvent analysés ensemble. Lorsque les deux isotopes sont requis, le poids cible de l'échantillon dépendra toujours de l'élément avec le % le plus faible, c'est à dire l'azote (N); cependant, un double analyse n'est pas recommandé pour les échantillons dont le rapport C:N est supérieur à 100. Dans ce cas, deux analyses séparées sont recommendées.

Les solides organiques sont pesés dans une capsule d'étain. Des standards internes calibrées sont dispersés dans la séquence pour une normalisation des données. En générale, environ 100 µg d'azote sont requis pour une analyse optimisée (ou 300 µg de C si l'analyse est seulement pour le C). Le carbone est normalement dilué à l'aide de l'hélium puisque le %C est presque toujours plus élevé que le %N. Si l'analyse requise est seulement pour le C, et le %C est bas, l'analyse peut être effectué sans dilution en utilisant un faible poids (aussi bas que 30 µg de C si nécessaire).

L'analyse isotopique du carbone (et de l'azote) passe par la combustion de ces derniers en CO2 (et en N2) par un analyseur élémentaire VarioEL Cube, suivie d'une séparation des phases gazeuses par "piège et purge". Les gaz séparés sont dirigés par flux continu vers une interface ConFlo III couplé à un spectromètre de masse à ratio isotopique DeltaPlus Advantage.

Pour les matériaux difficiles tels que les sols ou les filtres, jusqu'à 250 mg de matériel peut être encapsulé avec au moins le double d'oxyde de tungsten (WO3). Le carbone inorganique doit d'abord être enlevé avant que les échantillons puissent être analysés pour le carbone organique. Il y a plusieurs façons d'effectuer la suppression; aucune n'est parfaite. Faites une recherche documentaire dans votre domaine pour vous renseigner sur les techniques utilisées.

La précision des analyses est de 0,20 ‰.

Références :

  • Pella, E., (1990). Elemental organic analysis, parts 1-2. American Laboratory, Feb. & Aug.
  • Manuels d'instructions pour l'Elementar VarioEL Cube et le Thermo Finnigan DeltaPlus Advantage.
  • Brodie, Chris R., Leng, Melanie J., Casford, James S.L., Kendrick, Christopher P., Lloyd, Jeremy M., Yongqiang, Zong, Bird, Michael I., Evidence for bias in C and N concentrations and d13C composition of terrestrial and aquatic organic materials due to pre-analysis acid preparation methods, Chemical Geology (2011), doi: 10.1016/j.chemgeo.2011.01.007

Méthodologie (inorganique - graphite) :

L'analyse des isotopes de carbone inorganique est similaire à celle du carbone organique (ci-dessus). Les principales différences sont les suivantes:

  • Le graphite est très difficile à brûler; par conséquent, les échantillons doivent mètre en poudre extrêmement fines.
  • Le WO3 doit être ajouté en grand excès (au moins 4 à 5 fois le poids de l'échantillon) et bien homogénéisé avec le matériel de l'échantillon avant d'être fermé dans une capsule d'étain.

Références :

  • Manuels d'instructions pour le VarioEL Cube d'élémentar et le DeltaPlus Advantage de Thermo Finnigan.
Isotopes d'azote

Exigences:

  • Tous les matériaux doivent être secs.
  • La plupart des matériaux doivent être pulvérisés. Les cas spéciaux comme les petites plumes ou les longueurs de cheveux de 1cm qui sont très difficiles à pulvériser peuvent être analysé tel quel.
  • Conserver le matériel dans des flacons ou des bouteilles hermétiques. Le verre est généralement préférable (moins de statique), mais le plastique est également acceptable.
  • Les filtres en fibre de verre peuvent être stockés et expédiés emballés à plat dans une feuille d'aluminium.
  • Si le matériel est trop grossier ou non homogénéisé, des frais  supplémentaires seront ajoutés pour le broyage avec le broyeur à boulets ou le mortier et pilon (voir liste des prix).
  • Les matières organiques et inorganiques doivent être soumises dans des fichiers de soumission distincts; ils ont des codes de média différents (un code de média par fichier).
  • Les %C et %N de chaque échantillon doivent être indiqués dans le fichier de soumission. Si les %C et %N sont inconnus et ne peuvent être trouvés avec une recherche documentaire, une analyse élémentaire de tous les échantillons (ou d'un sous-ensemble de ceux-ci) devra être effectuée au préalable; soumission séparée. Même si le client ne désire que les isotopes du N, le %C nous est nécessaire afin d'évaluer le facteur de dilution.
  • Environ 0,1 mg d'équivalent N est nécessaire; s'il vous plaît envoyer plus.

Méthodologie (organique) :

NOTE: Le carbone (C) et l'azote (N) sont souvent analysés ensemble. Si les deux sont désirés, le poids cible dépendra de l'élément avec le % le plus faible, presque toujours l'azote (N).

Les solides organiques sont pesés dans des capsules d'étain. Des standards internes étalonnées sont préparées avec chaque lot d'échantillons pour la normalisation des données. En général, 100 μg de N sont requis pour l'analyse. Le carbone est normalement dilué avec de l'hélium car il y a presque toujours plus de C que N. Il est possible de faire des échantillons ciblant seulement 30 μg de N si nécessaire.

S'il vous plaît vérifiez avec nous avant de peser vos échantillons soit ici dans le laboratoire ou dans votre propre espace. Dans certains cas (rapport C:N >50), les quantités pourraient avoir besoin être modifiées. Dans les cas extrêmes (rapport C:N >100), il n'est pas possible d'obtenir des résultats pour les isotopes C et N à partir d'une seule analyse. Les poids seront donc basés sur le %N seulement pour une première analyse et sur le %C pour une deuxième analyse.

La composition isotopique de l'azote organique est déterminée par l'analyse du N2 produit par combustion sur un analyseur élémentaire Elementar Vario Cube suivi d'une séparation par "piège et purge" et analyse en ligne par débit continu avec un spectromètre de masse à rapport isotopique DeltaPlus Advantage couplé à une interface ConFlo III.

Pour les matériaux difficiles tels que les sols ou les filtres, jusqu'à 250 mg de matériel peut être manipulé dans une capsule unique en ajoutant au minimum le double de la quantité d'oxyde tungstique (WO3). Si le carbone inorganique doit d'abord être éliminé des sols ou des sédiments pour l'analyse en C organique, il faudra conserver une certaine quantité de matériel non-traité pour l'analyse du N. Tout traitement modifiera la signature des isotopes N.

La précision de routine des analyses est de 0,20 ‰.

Références :

  • Pella, E., (1990) Elemental organic analysis, parts 1-2. American Laboratory, Feb. & Aug.
  • Manuels d'instructions pour le VarioEL Cube élémentaire et le DeltaPlus Avantage de Thermo Finnigan.
  • Brodie, Chris R., Leng, Melanie J., Casford, James S.L., Kendrick, Christopher P., Lloyd, Jeremy M., Yongqiang, Zong, Bird, Michael I., Evidence for bias in C and N concentrations and d13C composition of terrestrial and aquatic organic materials due to pre-analysis acid preparation methods, Chemical Geology (2011), doi: 10.1016/j.chemgeo.2011.01.007

Méthodologie (inorganique) :

L'analyse des isotopes inorganiques d'azote est semblable à celle de l'azote organique (ci-dessus). Les principales différences sont:

  • Certains matériaux peuvent nécessiter l'ajout de sucrose pour aider à la combustion.
  • Certains matériaux peuvent nécessiter une préparation chimique en capsules d'argent, puis ré-encapsulation dans des capsules d'étain.

Références:

  • Manuels d'instructions pour le VarioEL Cube d'elementar et le DeltaPlus Advantage de Thermo Finnigan.
Isotopes d'oxygène

Exigences :

  • La plupart des matériaux doivent être broyés en poudre sèche. Certains types de matériaux tels que les petites plumes ou les mèches de cheveux coupées peuvent ne pas avoir besoin d'être broyés; vérifier avec le laboratoire.
  • Si le matériel est trop grossier ou non homogénéisé, des frais  supplémentaire seront ajoutés pour le broyage avec le broyeur à boulets ou le mortier et pilon (voir liste de tarifs).
  • Les matières organiques et inorganiques doivent être soumises dans des fichiers de soumission distincts; ils ont des codes de média différents (un code de média par fichier).
  • La pureté du minéral ou le %O de chaque échantillon doit être indiqué dans le fichier de soumission. Si le %O est inconnu et ne peut être trouvé dans une recherche documentaire, une analyse élémentaire préalable sera nécessaire; soumission séparée.
  • À peu près 0,1 mg d'oxygène est requis; SVP envoyer plus (pour les doublons et les répétitions).

Méthodologie :

Les échantillons en poudre secs sont analysés avec un spectromètre de masse Thermo DeltaPlus XP à débit continu couplé à un analyseur élementaire Thermo Scientific (TC/EA) via un Confo IV muni d'un auto-échantillonneur Costech Zero-blank qui peut être scellé et mis sous vide. Les mesures de δ2H et de δ18O sont effectuées individuellement car les paramètres de fonctionnement du TC/EA sont différents pour les mesures de δ2H et de δ18O. Pour les mesures de δ18O, la méthode de Qi et Coplen est utilisée; débit de He = 120 mL / min, température du réacteur = 1450 °C, température de GC = 85 °C et longueur de GC = 1m, 5Å. Les minéraux pulvérisés sont pesés dans des capsules d'argent ciblant environ 100 μg O. Des standards internes/internationaux étalonnés sont préparés avec chaque lot d'échantillons pour la normalisation des données.

La précision analytique est +/- 0,3 permil.

Références:

  • Coplen, Tyler B., and Qi, Haiping (2012) USGS42 and USGS43: Human-hair stable hydrogen and oxygen isotopic reference materials and analytical methods for forensic science and implications for published measurement results, Forensic Science International, Volume 214, Issues 1–3, 10 January 2012, Pages 135–141.
  • Manuels d'instruction pour le Thermo TC/EA et le Thermo Finnigan DeltaPlus XP.
Isotopes de soufre

Exigences:

  • Le matériel doit être broyé en poudre. Si le matériel est trop grossier, des frais supplémentaires seront ajoutés pour le broyage avec mortier et pilon (voir liste de prix).
  • Les sulfides et les sulfates doivent être soumis dans des fichiers de soumission distincts; ils ont des codes de média différents (un code de média par fichier). Le soufre organique est également un code de média différent.
  • Le type et la pureté du minéral ou le %S doit être fourni pour chaque échantillon dans le fichier de soumission.
  • Indiquer le %C (inorganique) ou le %C (organique) si plus d'environ 5%.
  • À peu près 0,05 mg de S ou équivalent est requis; SVP envoyer plus (pour les doublons et les répétitions).

Méthodologie (inorganique) :

Les sulfures et les sulfates sont pesés dans une capsule d'étain avec une quantité d'au moins le double d'oxydede tungstène (WO3). Des standards internes calibrés sont inclus dans la séquence pour normaliser les résultats. La formule "5 ÷ %S" donne la quantité requise de matériel en milligramme (ex. la pyrite contient 50 % de soufre : 5 ÷ 50% = 0,1 mg).

L'Isotope Cube d'Elementar (Allemagne) permet l'analyse d'échantillons ayant des concentrations en soufre aussi faibles que 0,05 %.

Les capsules sont déposées dans le carrousel d'un auto-échantillonneur qui les fera tomber une à une dans un tube à combustion maintenu à 1150°C dans un flux d'hélium; l'addition d'oxygène produira une combustion éclair à 1800°C. Les gaz libérés sont poussés par l'hélium ultra pur dans un tube de combustion, puis un tube de réduction pour obtenir les gaz suivants : N2, CO2, H2O, et SO2. L'eau est absorbée par un piège chimique fait de sicapent. Le SO2 est séparé par un autre piège chimique selon le système "piège et purge" unique aux instruments Elementar. Ce SO2 purifié est ensuite porté vers le Delta Plus XP Thermo Finnigan via un Conflo IV pour l'analyse isotopique.

La précision analytique est de +/- 0,3 per mil.

Références :

  • Grassineau, N. V., et al., (2001). Sulfur Isotope Analysis of Sulfide and Sulfate Minerals by Continuous Flow-Isotope Ratio Mass Spectrometry. Analytical Chemistry, vol. 73, no. 2, pp. 220-225.
  • Manuel d'instruction pour l'Elementar Isotope Cube et pour le Thermo Finnigan DeltaPlus XP.

Méthodologie (organique) :

Les solides organiques sont pesés dans des capsules d'étain. On rajoute au moins le double de la quantité d'oxyde de tungstène (WO3) à la capsule. Des standards internes étalonnées sont préparées avec chaque lot d'échantillons pour la normalisation des données. En général, 50 μg de S sont requis pour l'analyse. L'analyse élémentaire doit d'abord être effectuée en premier si la quantité de soufre dans un échantillon est inconnue; soumission distincte.

Si la quantité de carbone est très élevée par rapport à la quantité de soufre (par exemple le bois), une configuration spéciale de l'analyseur élémentaire est nécessaire. Un avis préalable au laboratoire est requis.

Les capsules sont déposées dans le carrousel d'un auto-échantillonneur qui les fera tomber une à une dans un tube à combustion maintenu à 1150°C dans un flux d'hélium; l'addition d'oxygène produira une combustion éclair à 1800°C. Les gaz libérés sont poussés par l'hélium ultra pur dans un tube de combustion, puis un tube de réduction pour obtenir les gaz suivants : N2, CO2, H2O, et SO2. L'eau est absorbée par un piège chimique fait de sicapent. Le SO2 est séparé par un autre piège chimique selon le système "piège et rince" unique des instruments Elementar. Ce SO2 purifié est ensuite porté vers le Delta Plus XP Thermo Finnigan via un Conflo IV pour l'analyse isotopique.

La précision de routine des analyses est de 0,4 ‰.

References:

  • Pella, E., (1990) Elemental organic analysis, parts 1-2. American Laboratory, Feb. & Aug.
  • Manuels d'instruction pour le Isotope Cube d'elementar et le Thermo Finnigan DeltaPlus XP.
Haut de page