Mere nøjagtig sporbarhed med isotopanalyse

Laboratorier udfører stadig flere analyser af isotoper, eftersom isotopanalyser kan give unikke resultater.

En hurtig repetition: Isotoper er atomer fra samme kemiske grundstof med samme antal protoner, men med et andet antal neutroner i atomkernen. To atomer med samme antal protoner og et uens antal neutroner betragtes som to isotoper af samme grundstof (f.eks. kol-12 og kol-13). Antallet af neutroner bestemmer blandt andet, hvor stabil kernen er og, kombineret med antallet af protoner, atommassen. De fleste stoffer har flere stabile isotoper (mellem to og ti). Visse isotoper er ustabile (eller radioaktive) og andre er stabile. I naturen findes et stofs isotoper altid i samme forhold (ratioer). Fordelingen af isotoper i samme stof kan imidlertid ændre sig, hvis der er forskel på f.eks. stoffernes geografiske eller syntetiske oprindelse. Eksterne faktorer som f.eks. klima eller geografi kan desuden medføre forskelle. Ved at måle fordelingen af to stabile isotoper i sammen stof og sammenligne med andre målinger kan vi drage visse konklusioner om de målte prøvers oprindelse.

Fingeraftryk

"Fordelingen af stabile isotoper i samme stof (ratioer) skaber et slags fingeraftryk", forklarer Jack de Jong, produktchef hos Air Liquide. "Dette kan hjælpe os med at spore oprindelsen for fødevareprodukter og lægemidler. Teknikken er lige så anvendelig til måling af drivhusgasser i atmosfæren eller geokemiske målinger til optimering af boringer efter olie eller gas."

"For at opnå en præcis og konsekvent måling af stabile isotoper er det yderst vigtigt, at det anvendte måleinstrument kalibreres med en pålidelig reference. Air Liquide kan tilbyde sådanne referencer, som viser et "fingeraftryk" til specifikt sporbare og stabile isotoper, enten som ren gas (som CO₂ eller CH₄) eller som en gasblandning bestående af flere komponenter. Med disse gasser kan brugeren måle koncentrationen af den stabile isotop sammenlignet med koncentrationen af stoffets hyppigst forekommende stabile på en pålidelig måde (deltaværdien). Gasserne findes i forskellige flaskestørrelser og er velegnede til mange forskellige forskningsapplikationer."

Ægte italiensk olivenolie?

"IRMS (isotopforholdsmassespektrometri) kan anvendes til bestemmelse af ægtheden og kvaliteten af fødevareprodukter som f.eks. vin, honning, olivenolie, ost, kød og ris. Det skyldes, at det "fingeraftryk", som isotopfordelingen (ratioen) afslører, indebærer, at produktets kilde kan bestemmes med sikkerhed, hvilket gør det nemmere at forebygge snyd med oprindelse. Analyser af stabile isotoper kan også anvendes i miljøforskningsprojekter, f.eks. for at datere grundvand, fastslå forurening af deponier, undersøge kilden til nitrat i grundvandet eller for at udføre forskning i vegetation og drivhusgasser i atmosfæren."

Effektiv boring efter olie og gas

"Isotopanalyser kan give væsentlige besparelser for olie- og gasindustrien. Ved at analysere kulbrinten i klippeformationer og væsker kan vi fastslå deres geologiske historie. Isotopanalysen kan siden fungere som et diagnostisk værktøj til bestemmelse af, om olien eller gassen kommer fra to forskellige kilder eller fra ét og samme sted. Kildens produktion kan derefter optimeres, hvilket reducerer udgifterne til undersøgelsesboringer."

"Medicinalbranchen anvender også isotopanalyser, f.eks. til at identificere kilden til specifikke lægemidler og til diagnostiske test via vejrtrækningstest. Hvis sådanne test afslører afvigelser i den stabile isotopfordeling set i forhold til referenceværdierne, kan dette indikere en gastrisk forstyrrelse."

Standardiseret referencemateriale

Teoretisk set kan laboratorierne udvikle deres eget referencemateriale, men pålideligheden og nøjagtigheden af disse referencer kan ikke garanteres, hvilket vil kunne sætte målingernes sporbarhed over styr. Arbejdet er desuden kompliceret og tidskrævende.

"Air Liquides FoU-afdelinger arbejder på at maksimere pålideligheden af vores referencemateriale. Vi deltager lige nu i et fælles europæisk projekt for at udvikle "primært referencemateriale" i samarbejde med 9 samarbejdspartnere, først og fremmest forskningsinstitutter og universiteter. Disse kommer til at fungere som et metrologisk redskab ved fremtidige målinger og kalibreringer."

"Vi har desuden samarbejdet med to førende OEM-producenter (Original Equipment Manufacturer), som fremstiller udstyr til måling af stabile isotoper. I forbindelse med dette samarbejde leverer vi standardiserede referencegasser til specifikke målinger med deres udstyr. Vi kan også tilbyde ekspertise og FoU til laboratorier som en hjælp til løsning af deres analytiske udfordringer."