SHRIMP高空间分辨率磷钇矿定年与微量元素联测方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41603056
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    龙涛
  • 依托单位：
    中国地质科学院地质研究所
  • 学科分类：
    D0303.地质年代学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In-situ micro-analytical techniques using secondary ion mass spectrometry (SIMS) have significantly contributed towards geochronology and isotope geochemistry in the Earth Sciences, and one of the important methods is to determine the depositional age of sedimentary rock using diagenetic xenotime. However, currently there are limitations to the SIMS U-Pb dating of xenotime because (1) highly variable trace element composition of xenotime leads to significant matrix effects; (2) most xenotime crystals are very small and require extremely high spatial resolution; (3) the procedure to determine the origin of xenotime is inefficient. This study aims to develop a new U-Pb dating technique using a SHRIMP IIe instrument and new analytical methods with higher precision and higher spatial resolution and to simultaneously determine the chemical composition of xenotime. In this research, the COMSOL and SIMION software programs will be used to simulate the SHRIMP ion source and ion optical system in order to guide the instrument tuning, to optimize the instrument spatial/mass resolution and to simultaneously determine U, Th, Pb and trace elements. The methods will focus on correcting for isotope fractionation caused by matrix effect, improve the SHRIMP dating precision and to identify xenotime of different origins. This study will provide a high precision/high spatial resolution SIMS xenotime dating system for general use in the earth sciences. SHRIMP dating of xenotime has a great potential to study the history and evolution of sediments.
微区原位分析技术极大的推动了地球科学的发展，用沉积自生磷钇矿微区原位定年厘定沉积岩沉积年龄的方法已应用于沉积岩研究。但目前磷钇矿SHRIMP U-Pb定年仍存在局限性：（1）化学组成变化范围大，有明显的基质效应；（2）空间分辨率无法满足大部分磷钇矿定年，（3）判断磷钇矿成因的效率较低。针对上述问题，提出开发高精度、高空间分辨率的磷钇矿SHRIMP U-Pb定年，并能够同时判断其成因的分析方法与技术。该研究通过COMSOL、SIMION仿真软件模拟SHRIMP离子源和离子光学系统，指导仪器参数设置，提高仪器的空间分辨率与质量分辨率，实现U、Th、Pb、微量元素等化学组成的同时测量，校正基质效应引起的同位素分馏，提高磷钇矿SHRIMP U-Pb定年精度，并能够快速判断磷钇矿成因，为国内外学者提供高精度、高效率、高空间分辨率磷钇矿定年平台，从而为沉积岩的演化历史提供依据。

结项摘要

磷钇矿具有较低的初始Pb，较高的U和Th，封闭温度与锆石、独居石大体相同，是理想的同位素地质年代学定年对象。二次离子质谱（SIMS）是磷钇矿高精度定年最有效的方法之一，可解决碎屑沉积岩定年的难点。但磷钇矿尺寸小，化学组分复杂，具有多种成因，且HREE与Y具有相同化学性质而经常出现HREE替代Y，增加了SIMS磷钇矿高精度定年的难度。. 项目组采用COMSOL、SIMION仿真软件模拟SHRIMP离子源和一次离子光学系统，指导SHRIMP离子源和透镜等参数设置，增大了一次离子流密度，实现了5-10微米小束斑定年。目前O2-离子束直径7μm，离子流强度可达2nA。通过调节双聚焦系统入口和出口狭缝、α和β狭缝、二次离子提取系统的三重四极杆，实现SHRIMP的高质量分辨率和高传输效率，利用谱峰识别软件，寻找合适的稀土元素同位素来计算稀土元素含量，该方法相比能量筛选模式具有离子的传输效率高的优点，当仪器质量分辨率大于10000（1%峰高）时，基本解决轻稀土氧化物对重稀土的同质异位素干扰，实现了U、Th、Pb、稀土元素等的同时测量。研究270UO2、254UO与206Pb的能量分布差别， U、Th、稀土元素含量变化对磷钇矿定年分析的影响，通过多标样基质效应校正，提高了磷钇矿SHRIMP U-Pb定年精度，从而实现磷钇矿SHRIMP小束斑定年和稀土元素联测方法。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Design, construction and performance of a TOF-SIMS for analysis of trace elements in geological materials
用于分析地质材料中痕量元素的 TOF-SIMS 的设计、构建和性能
  • DOI：
    10.1016/j.ijms.2019.116289
  • 发表时间：
    2020-04
  • 期刊：
    International Journal of Mass Spectrometry
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Long Tao;Clement Stephen W. J;Xie Hangqiang;Liu Dunyi
  • 通讯作者：
    Liu Dunyi
High spatial resolution and high brightness ion beam probe for in-situ elemental and isotopic analysis
用于原位元素和同位素分析的高空间分辨率和高亮度离子束探头
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2018.01.014
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Long Tao;Clement Stephen W. J.;Bao Zemin;Wang Peizhi;Tian Di;Liu Dunyi
  • 通讯作者：
    Liu Dunyi
Numerical Simulations and the Design of Magnetic Field-Enhanced Electron Impact Ion Source with Hollow Cylinder Structure
空心圆柱结构磁场增强电子轰击离子源的数值模拟与设计
  • DOI：
    10.1155/2020/2809485
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Journal of Analytical Methods in Chemistry
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Qi Guochen;Tian Di;Gao Guolun;Liu Guangda;Qiu Chunling;Long Tao
  • 通讯作者：
    Long Tao
Design of a Resonant Radiofrequency Driver for Ion Transmission in a Desktop Mass Spectrometer and Its Application in Volatile Organic Compound Determination
台式质谱仪中离子传输谐振射频驱动器的设计及其在挥发性有机物测定中的应用
  • DOI：
    10.1080/00032719.2019.1711385
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Analytical Letters
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Qi Guochen;Li Qingyun;Liu Guangda;Qiu Chunling;Long Tao;Tian Di
  • 通讯作者：
    Tian Di

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  • 期刊：
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  • 作者：
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    龙涛
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  • 发表时间：
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  • 作者：
    龙涛;石宵爽;王清远;李浪
  • 通讯作者：
    李浪

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月球与行星样品定年新技术
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  • 项目类别：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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