飞秒激光-三重四级杆ICP-MS准确测定石英和锆石中微量元素钛

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41903024
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    吴石头
  • 依托单位：
    中国科学院地质与地球物理研究所
  • 学科分类：
    D0302.元素地球化学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Quartz and zircon titanium (Ti) thermometers provide temperature constraints for understanding complex geological processes. However, the precise and accurate determination of Ti contents in quartz/zircon is the prerequisite for applications of this thermometer. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) has two bottlenecks: (1) poor ablation behavior of quartz, (2) mass interference on Ti isotopes, resulting less precision (RSD>30%). This project plans to use femtosecond laser to improve the ablation behavior of quartz, and uses the dynamic reaction cell technology of a triple quadrupole mass spectrometry (ICP-QQQ-MS) to eliminate 48Ti+ mass spectrometry interference from 48Ca+, 96Zr2+, and achieve the quantitative analysis of low content Ti (0.01-10ug/g) in quartz/zircon at high spatial resolution mode (<30um). This can provide technical support for the geological application of Ti-in-quartz and Tin-in-zircon thermometers The results of this project will also provide technical references for in-situ micro-determination of Ti isotope analysis.
石英和锆石的钛温度计为探索复杂地质过程提供了温度制约，但准确测定石英/锆石中钛的含量是该温度计有效利用的前提。作为石英和锆石中的微量元素，钛的激光剥蚀电感耦合等离子质谱（LA-ICP-MS）准确测定存在两个关键技术难点，其一是石英的剥蚀效率低，其二是干扰元素的影响，导致Ti分析精度差（高达30%）。本项目拟利用飞秒激光改善石英的剥蚀行为，并采用三重四级杆质谱（ICP-QQQ-MS）动态反应池技术消除同质异位素（48Ca+、96Zr2+）对48Ti+的干扰，实现高空间分辨率模式下（<30um）石英/锆石中低含量Ti（0.01-10ug/g）的准确分析，为石英/锆石钛温度计在地质研究中的应用提供技术支撑，同时也为原位微区钛同位素分析提供技术借鉴。

结项摘要

准确测定石英/锆石中钛含量是保证石英/锆石钛温度计有效利用的前提。本项目创新性的采用飞秒激光改善石英的剥蚀行为，并利用三重四级杆质谱（ICP-MS/MS）动态反应池技术消除同质异位素（48Ca+、96Zr2+）对48Ti+的干扰，建立fs-LA-ICP-MS/MS高空间分辨率模式（<30um）石英/锆石中低含量钛（0.01-10ug g-1）的分析方法。查明了48Ti质谱干扰情况；优化后的激光参数为：257nm飞秒、能量密度为4J cm-2，剥蚀频率为5Hz。尝试了NH3、O2、CH4和CH3F四种活化气体的反应情况，发现NH3效果最佳，在40-160质量数范围内对反应产物进行了鉴定，最优的反应产物是48Ti14N51H13+。我们进一步对仪器灵敏度做了优化，发现微量的氮气可使得信号灵敏度提升3倍。基于上述的实验，建立了fs-LA-ICP-MS/MS石英/锆石中低含量Ti分析方法，采用6个锆石标准物质进行了验证，这为石英/锆石钛温度计在地质研究中的应用提供技术支撑，同时为丰富现有微区分析标准物质数据库，本项目还标定了三个天然玻璃微区分析标准物质（OJY-1, OH-1, OA-1）。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Simultaneous Quantification of Forsterite Content and Minor-Trace Elements in Olivine by LA-ICP-MS and Geological Applications in Emeishan Large Igneous Province
LA-ICP-MS 同时定量橄榄石中镁橄榄石含量和微量元素及其在峨眉山火成岩省的地质应用
  • DOI：
    10.3390/min10070634
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Minerals
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Shitou Wu;Yadong Wu;Yueheng Yang;Hao Wang;Chao Huang;Liewen Xie;Jinhui Yang
  • 通讯作者：
    Jinhui Yang
In situ Calcite U-Pb Geochronology by High-sensitivity Single-collector LA-SF-ICP-MS
采用高灵敏度单接收器 LA-SF-ICP-MS 进行原位方解石 U-Pb 地质年代学
  • DOI：
    10.1007/s11430-021-9907-1
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    SCIENCE CHINA Earth Sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shitou Wu;Yueheng Yang;Nick M. W. Roberts;Ming Yang;Hao Wang;Zhongwu Lan;Bohang Xie;Tianyi Li;Lei Xu;Chao Huang;Liewen Xie;Jinhui Yang;Fuyuan Wu
  • 通讯作者：
    Fuyuan Wu
Characteristic Performance of Guard Electrode in LA-SF-ICP-MS for Multi-Element Quantification
LA-SF-ICP-MS 多元素定量中保护电极的特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Atomic Spectroscopy
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Shitou Wu;Yueheng Yang;Hao Wang;Chao Huang;Liewen Xie;Jinhui Yang
  • 通讯作者：
    Jinhui Yang
Improved in situ Zircon U-Pb Dating at High Spatial Resolution (5-16 um) by Laser Ablation-Single Collector-Sector Field-ICP-MS using Jet sample and X Skimmer Cones
使用喷射样品和 X 截取锥，通过激光烧蚀-单收集器-扇区场-ICP-MS 改进高空间分辨率 (5-16 um) 的原位锆石 U-Pb 定年
  • DOI：
    10.1016/j.ijms.2020.116394
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    International Journal of Mass Spectrometry
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Shitou Wu;Ming Yang;Yueheng Yang;Liewen Xie;Chao Huang;Hao Wang;Jinhui Yang
  • 通讯作者：
    Jinhui Yang
Three Natural Andesitic to Rhyolitic Glasses (OJY‐1, OH‐1, OA‐1) as Reference Materials for In Situ Microanalysis
三种天然安山岩到流纹岩玻璃（OJY-1、OH-1、OA-1）作为原位微量分析的参考材料
  • DOI：
    10.1111/ggr.12449
  • 发表时间：
    2022-07
  • 期刊：
    Geostandards and Geoanalytical Research
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Shitou Wu;Andreas Audétat;Klaus Peter Jochum;Hao Wang;Jingyuan Chen;Brigitte Stoll;Chao Zhang;Zhian Bao;Shuiyuan Yang;Chaofeng Li;Xuefeng Wang;Chunxue Xu;Lei Xu;Chao Huang;Liewen Xie;Yueheng Yang;Jinhui Yang
  • 通讯作者：
    Jinhui Yang

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其他文献

橄榄石、单斜辉石和斜方辉石锂、氧同位素原位微区分析标准物质及其微量元素特征
  • DOI：
    10.18654/1000-0569/2020.04.18
  • 发表时间：
    2020-04
  • 期刊：
    岩石学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王静;苏本勋;唐国强;高炳宇;吴石头;李娇
  • 通讯作者：
    李娇

其他文献

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吴石头的其他基金

斜锆石U-Pb和Hf同位素标准物质研制及小束斑(5-20微米)定年技术
  • 批准号：
    42273034
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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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