स्थिर आइसोटोप विश्लेषण के लिए संदर्भ सामग्री

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समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ प्रभावी रूप से परिभाषित समस्थानिक रचनाओं के साथ एक यौगिक (ठोस, तरल पदार्थ, गैस) हैं और स्थिर समस्थानिक अनुपात के द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री माप में निर्धारण और निर्धारण का अंतिम प्रमाणित विश्लेषित पदार्थ हैं। इसमें समस्थानिक विश्लेषणों का उपयोग किया जाता है क्योंकि द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री अत्यधिक समस्थानिक विभाजन का प्रभावी रूप है। परिणामतः, उपकरण द्वारा मापी जाने वाली प्राकृतिक प्रचुरता नमूने के मापन से बहुत भिन्न हो सकती है। इसके अतिरिक्त, माप के समय उपकरण विभाजन की डिग्री बदलती है, सामान्यतः माप की अवधि से कम समय के पैमाने पर, और आव्यूह (द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री) पर निर्भर हो सकती है। ज्ञात समस्थानिक संरचना के पदार्थ को मापकर द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के भीतर विभाजन को मापन के बाद डाटा प्रासेसिंग के समय हटाया जा सकता है। समस्थानिक विश्लेषणों के बिना, द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा माप बहुत कम निर्धारित होगी और विभिन्न विश्लेषणात्मक सुविधाओं की तुलना में इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है। समस्थानिक अनुपात को मापने में उनकी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, और आंशिक रूप से, ऐतिहासिक विरासत के कारण, समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ उन पैमानों को परिभाषित करती है जिन पर युग्मक समीक्षा में युग्मक-समीक्षित वैज्ञानिक साहित्य समस्थानिक अनुपातों की रिपोर्ट की जाती है। ।

समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी (अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी), राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान), संयुक्त अवस्था भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (संयुक्त अवस्था भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण) द्वारा उत्पन्न, रखरखाव और बेची जाती है। , विश्लेषित पदार्थ और मापन संस्थान (विश्लेषित पदार्थ और मापन संस्थान), और विभिन्न विश्वविद्यालय और वैज्ञानिक आपूर्ति कंपनियां। प्रत्येक प्रमुख स्थिर समस्थानिक सिस्टम (हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और गंधक ) में विभिन्न आणविक संरचनाओं को सम्मिलित करने वाले विश्लेषणों की एक विस्तृत विविधता है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ में एन-असर वाले अणु जैसे अमोनिया (NH3), वायुमंडलीय डाइनाइट्रोजन (एन2), और नाइट्रेट (नहीं3-). समस्थानिक बहुतायत सामान्यतः δ संकेतन का उपयोग करके रिपोर्ट की जाती है, जो एक विश्लेषित पदार्थ में समान अनुपात के सापेक्ष एक नमूने में दो समस्थानिक (आर) का अनुपात होता है, जिसे सामान्यतः प्रति मील (‰) (नीचे समीकरण) में रिपोर्ट किया जाता है। विश्लेषित पदार्थ समस्थानिक संवर्धन रचनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का विस्तार करती है, जिसमें संवर्धन (सकारात्मक δ) और कमी (नकारात्मक δ) सम्मिलित हैं। जबकि डेल्टा (पत्र) | δ विश्लेषणों के मूल्य व्यापक रूप से उपलब्ध हैं, इन सामग्रियों में पूर्ण समस्थानिक अनुपात (आर) का अनुमान अनुमानतः ही कभी रिपोर्ट किया जाता है। यह लेख सामान्य और गैर-पारंपरिक स्थिर समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ के δ और R मानों को एकत्रित करता है।


सामान्य विश्लेषित पदार्थ

सामान्य विश्लेषित पदार्थ के δ मान और पूर्ण समस्थानिक अनुपात तालिका 1 में संक्षेपित हैं और नीचे अधिक विवरण में वर्णित हैं। विश्लेषित पदार्थ के पूर्ण समस्थानिक अनुपात के लिए वैकल्पिक मूल्य, केवल तालिका 1 में उन लोगों से भिन्न होते हैं, जो शार्प (2007) की तालिका 2.5 में प्रस्तुत किए गए हैं।[1] (एक मुफ्त ऑनलाइन उपलब्ध टेक्स्ट), साथ ही समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ पर 1993 IAEA रिपोर्ट की तालिका 1।[2] विश्लेषित पदार्थ की विस्तृत सूची के लिए, शार्प (2007) का परिशिष्ट I देखें,[1]ग्रोइंग (2004) की तालिका 40.1,[3] या अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी की वेबसाइट। ध्यान दें कि कार्बन समस्थानिक |13सी/12वियना बेलेमनीटिडा (वीपीडीबी) और सल्फर का सी अनुपात|34एस/32वियना कैन्यन डियाब्लो (उल्कापिंड) ट्रिलाइट (कैन्यन डियाब्लो (उल्कापिंड)) का अनुपात विशुद्ध रूप से गणितीय निर्माण हैं; भौतिक नमूने के रूप में कोई पदार्थ सम्मलित नहीं थी जिसे मापा जा सके।[2]

तालिका 1: सामान्य स्थिर आइसोटोप प्राथमिक संदर्भ और अंशांकन सामग्री के समस्थानिक पैरामीटर
नाम पदार्थ अनुपात का प्रकार समस्थानिक अनुपात:

R (σ)

δ:

(Rsmp/Rstd-1)

वर्ग उद्धरण टिप्पणियाँ
वीएसएमओडब्ल्यू एच<उप>2</उप>ओ (एल) 2H/1H 0.00015576(5) 0‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू प्राथमिक,

कैलिब्रेशन

हैजमैन एट अल. (1970)[4](Tse et al. (1980);[5]

डे विट एट अल. (1980)[6]

SMOW (गणित निर्माण) के अनुरूप, VSMOW2 (भौतिक समाधान)
SLAP2 एच<उप>2</उप>ओ (एल) 2H/1H 0.00008917 -427.5‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू संदर्भ वीएसएमओडब्ल्यू से गणना δ2H स्केल के लिए दूसरे एंकर के रूप में उपयोग किया जाता है
जीआईएसपी एच<उप>2</उप>ओ (एल) 2H/1H 0.00012624 -189.5‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू संदर्भ वीएसएमओडब्ल्यू से गणना स्टॉक संभावित रूप से विभाज्य के दौरान विभाजित
एनबीएस-19 CaCO3 (ओं) 13C/12C 0.011202(28) +1.95‰ बनाम वीपीडीबी अंशांकन चांग और ली (1990)[7] वीपीडीबी पैमाने को परिभाषित करता है, आपूर्ति समाप्त हो गई है
वीपीडीबी - 13C/12C 0.011180 0‰ बनाम वीपीडीबी प्राथमिक NBS-19 से गणना

(झांग एट अल. भी देखें (1990)[8])

पीडीबी (साथ ही पीडीबी II, पीडीबी III) की आपूर्ति समाप्त हो गई

वीपीडीबी कभी भौतिक सामग्री नहीं थी।

आईएईए-603 CaCO3 (ओं) 13C/12C 0.011208 +2.46‰ बनाम वीपीडीबी अंशांकन वीपीडीबी से गणना NBS-19 के लिए प्रतिस्थापन
एलएसवीईसी ली<उप>2</उप>सीओ<उप>3</उप> (ओं) 13C/12C 0.010686 -46.6‰ बनाम वीपीडीबी संदर्भ वीपीडीबी से गणना δ13C स्केल के लिए दूसरे एंकर के रूप में उपयोग किया जाता है
वायुमंडल एन<उप>2</उप> (जी) 15N/14N 0.003676(4) 0‰ बनाम एआईआर प्राथमिक, अंशांकन जंक एंड स्वेक (1958)[9] केवल δ15N स्केल के लिए एंकर करें
वीएसएमओडब्ल्यू एच<उप>2</उप>ओ (एल) 18O/16O 0.0020052(5) 0‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू प्राथमिक, अंशांकन बार्टस्ची (1976);[10]

ली एट अल. (1988)<रेफरी नाम=":1">Template:जर्नल उद्धृत करें</ref>

SMOW (गणित निर्माण) के अनुरूप, VSMOW2 (भौतिक समाधान)
वीएसएमओडब्ल्यू एच<उप>2</उप>ओ (एल) 17O/16O 0.0003800(9) 0‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू प्राथमिक, अंशांकन बर्टस्ची (1976);[10]

ली एट अल. (1988)[11]

SMOW (गणित निर्माण) के अनुरूप, VSMOW2 (भौतिक समाधान)
SLAP2 एच<उप>2</उप>ओ (एल) 18O/16O 0.0018939 -55.5‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू संदर्भ वीएसएमओडब्ल्यू से गणना δ18O स्केल के लिए दूसरे एंकर के रूप में उपयोग किया जाता है
जीआईएसपी एच<उप>2</उप>ओ (एल) 18O/16O 0.0019556 -24.76‰ बनाम वीएसएमओडब्ल्यू संदर्भ वीएसएमओडब्ल्यू से गणना स्टॉक संभावित रूप से विभाज्य के दौरान विभाजित
आईएईए-एस-1 एजी<उप>2</उप>एस (एस) 36S/32S 0.0001534(9) डिंग एट अल. (2001)<रेफरी नाम=":2">Template:जर्नल का हवाला दें</ref> δ33S समस्थानिक पैमाने के लिए कोई औपचारिक परिभाषा नहीं है
आईएईए-एस-1 एजी<उप>2</उप>एस (एस) 34S/32S 0.0441494(70) -0.3‰ बनाम वीसीडीटी अंशांकन डिंग एट अल. (2001)<रेफरी नाम=":2" /> वीसीडीटी स्केल परिभाषित करता है, केवल δ34S स्केल के लिए एंकर
आईएईए-एस-1 एजी<उप>2</उप>एस (एस) 33S/32S 0.0078776(63) डिंग एट अल. (2001)<रेफरी नाम=":2" /> δ36S समस्थानिक पैमाने के लिए कोई औपचारिक परिभाषा नहीं है
वीसीडीटी - 34S/32S 0.0441626 0‰ बनाम वीसीडीटी प्राथमिक आईएईए-एस-1 से परिकलित कैन्यन डियाब्लो ट्रोइलाइट समस्थानिक रूप से विषम है[12]वीसीडीटी कभी भौतिक पदार्थ नहीं था

तालिका 1 में, नाम विश्लेषित के सामान्य नाम को विश्लेषितित करता है, पदार्थ अपना रासायनिक सूत्र और चरण (पदार्थ) देती है, अनुपात का प्रकार समस्थानिक अनुपात में रिपोर्ट किया गया समस्थानिक अनुपात है, δ समस्थानिक हस्ताक्षर है। संकेत के साथ पदार्थ का मूल्य विश्लेषित फ्रेम, प्रकार ग्रोइनिंग (2004) (नीचे चर्चा की गई) के अंकन का उपयोग करने वाली पदार्थ की श्रेणी है, उद्धरण समस्थानिक प्रचुरता की रिपोर्ट करने वाले लेख (लेखों) को देता है, जिस पर समस्थानिक अनुपात आधारित है, और टिप्पणियाँ टिप्पणियाँ हैं। रिपोर्ट किए गए समस्थानिक अनुपात मेइजा एट अल में एकत्रित पूर्ण द्रव्यमान अंश के व्यक्तिगत विश्लेषण से परिणाम दर्शाते हैं। (2016)[13] और दिए गए अनुपात तक पहुंचने के लिए हेरफेर किया। त्रुटि की गणना भिन्नात्मक रिपोर्ट की गई त्रुटियों के वर्गों के योग के वर्गमूल के रूप में की गई थी, जो मानक त्रुटि प्रसार के अनुरूप है, लेकिन द्वितीयक गणना के माध्यम से प्राप्त अनुपातों के लिए प्रचारित नहीं किया जाता है।

विश्लेषित शब्दावली

समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ की शब्दावली समस्थानिक भू-रसायन के उप-क्षेत्रों में या व्यक्तिगत प्रयोगशाला के बीच भी लगातार लागू नहीं होती है। नीचे परिभाषित शब्दावली ग्रोएनिंग एट अल से आती है। (1999)[14] और ग्रोएनिंग (2004)।[3]विश्लेषित पदार्थ कई अलग-अलग प्रकार के मापन में निर्धारण का आधार है, न केवल द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री, और प्रमाणित विश्लेषित पदार्थ से संबंधित साहित्य का एक बड़ा निकाय है।

प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ

प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ उन पैमानों को परिभाषित करती है जिन पर समस्थानिक अनुपात रिपोर्ट किए जाते हैं। इसका मतलब एक ऐसी पदार्थ हो सकती है जो ऐतिहासिक रूप से एक समस्थानिक पैमाने को परिभाषित करती है, जैसे कि हाइड्रोजन समस्थानिक बायोगेकेमिस्ट्री के लिए वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर (वीएसएमओडब्ल्यू), भले ही वह पदार्थ वर्तमान में उपयोग में न हो। वैकल्पिक रूप से, इसका अर्थ ऐसी पदार्थ से हो सकता है जो केवल कभी अस्तित्व में थी लेकिन इसका उपयोग समस्थानिक पैमाने को परिभाषित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि सल्फर समस्थानिक अनुपात के लिए वीसीडीटी।

अंशांकन पदार्थ

अंशांकन पदार्थ ऐसे यौगिक हैं जिनकी समस्थानिक संरचना प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ के सापेक्ष बहुत अच्छी तरह से जानी जाती है या जो प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ की समस्थानिक संरचना को परिभाषित करती है लेकिन वैज्ञानिक साहित्य में डेटा की रिपोर्ट करने वाले समस्थानिक अनुपात नहीं हैं। उदाहरण के लिए, अंशांकन पदार्थ अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी | IAEA-S-1 सल्फर के लिए समस्थानिक पैमाने को परिभाषित करती है लेकिन माप VCDT के सापेक्ष रिपोर्ट किए जाते हैं, IAEA-S-1 के सापेक्ष नहीं। अंशांकन पदार्थ प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ का कार्य करती है जब प्राथमिक विश्लेषित समाप्त हो जाता है, अनुपलब्ध होता है, या भौतिक रूप में कभी अस्तित्व में नहीं होता है।

विश्लेषित पदार्थ

विश्लेषित पदार्थ ऐसे यौगिक होते हैं जिन्हें प्राथमिक विश्लेषित या अंशांकन पदार्थ के खिलाफ सावधानीपूर्वक कैलिब्रेट किया जाता है। ये यौगिक समस्थानिक पैमाने को परिभाषित करने वाले यौगिकों से रासायनिक या समस्थानिक संरचना में भिन्न सामग्रियों के समस्थानिक विश्लेषण की अनुमति देते हैं, जिस पर माप की सूचना दी जाती है। सामान्यतः जब वे विश्लेषित पदार्थ कहते हैं तो अधिकांश शोधकर्ताओं का मतलब यही होता है। एक विश्लेषित पदार्थ का एक उदाहरण USGS-34 है, एक पोटेशियम नाइट्रेट|KNO3Δ15N|δ के साथ नमक15 -1.8‰ का N बनाम पृथ्वी का वातावरण। इस प्रकरण में विश्लेषित पदार्थ में Δ15N|δ के मूल्य पर परस्पर सहमति है15N जब वायुमंडलीय नाइट्रोजन के प्राथमिक विश्लेषित के सापेक्ष मापा जाता है|N2(बोहलके एट अल।, 2003)।[15] USGS-34 उपयोगी है क्योंकि यह शोधकर्ताओं को सीधे Δ15N | मापने की अनुमति देता है15एन/14NO3 का N|NO3− एन के सापेक्ष मानक और रिपोर्ट टिप्पणियों के विरुद्ध प्राकृतिक नमूनों में2 नमूने को पहले N में परिवर्तित किए बिना2 गैस।

कार्य मानक

प्राथमिक, अंशांकन और विश्लेषित पदार्थ केवल थोड़ी मात्रा में उपलब्ध हैं और खरीद सामान्यतः हर कुछ वर्षों में एक बार सीमित होती है। विशिष्ट समस्थानिक सिस्टम और इंस्ट्रूमेंटेशन के आधार पर, उपलब्ध विश्लेषित पदार्थ की कमी दैनिक उपकरण अंशांकन के लिए या बड़ी संख्या में प्राकृतिक नमूनों में समस्थानिक अनुपात को मापने का प्रयास करने वाले शोधकर्ताओं के लिए समस्याग्रस्त हो सकती है। प्राथमिक पदार्थ या विश्लेषित पदार्थ का उपयोग करने के अतिरिक्त, स्थिर समस्थानिक अनुपात को मापने वाली एक प्रयोगशाला सामान्यतः प्रासंगिक प्रमाणित विश्लेषित पदार्थ की एक छोटी मात्रा खरीदेगी और प्रमाणित विश्लेषित पदार्थ के विरुद्ध इन-हाउस पदार्थ के समस्थानिक अनुपात को मापेगी, जिससे वह पदार्थ मेट्रोलॉजी में बन जाएगी। उस विश्लेषणात्मक सुविधा के लिए विशिष्ट। एक बार जब इस प्रयोगशाला-विशिष्ट आंतरिक मानक को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर कैलिब्रेट कर लिया जाता है, तो अज्ञात नमूनों की समस्थानिक संरचना को मापने के लिए मानक का उपयोग किया जाता है। एक तीसरी पदार्थ (सामान्यतः कामकाजी गैस या स्थानांतरण गैस कहा जाता है) के खिलाफ नमूना और कामकाजी मानक दोनों के माप के बाद रिकॉर्ड किए गए समस्थानिक वितरण को गणितीय रूप से मैट्रोलोजी में वापस कर दिया जाता है। इस प्रकार उच्च निर्धारण और निर्धारण के साथ कार्य मानक की समस्थानिक संरचना को मापना महत्वपूर्ण है (साथ ही साथ उपकरण की निर्धारण और खरीदी गई विश्लेषित पदार्थ की निर्धारण को देखते हुए) क्योंकि कार्य मानक अधिकांश की निर्धारण के लिए अंतिम आधार बनाता है। द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्रिक अवलोकन। विश्लेषित पदार्थ के विपरीत, कार्य मानकों को सामान्यतः कई विश्लेषणात्मक सुविधाओं में कैलिब्रेट नहीं किया जाता है और स्वीकृत Δ15N| हालांकि, एक एकल विश्लेषणात्मक सुविधा के भीतर डेटा कटौती के समय इस पूर्वाग्रह को हटाया जा सकता है। क्योंकि प्रत्येक प्रयोगशाला अद्वितीय कार्य मानकों को परिभाषित करती है प्राथमिक, अंशांकन और विश्लेषित पदार्थ लंबे समय तक जीवित रहती है जबकि यह सुनिश्चित करती है कि अज्ञात नमूनों की समस्थानिक संरचना की तुलना प्रयोगशालाओं में की जा सकती है।

समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ

पारंपरिक समस्थानिक सिस्टम

समस्थानिक विश्लेषित के रूप में उपयोग किए जाने वाले यौगिकों का अपेक्षाकृत जटिल इतिहास है। हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन और सल्फर स्थिर समस्थानिक सिस्टम के लिए विश्लेषित पदार्थ का व्यापक विकास चित्र 1 में दिखाया गया है। लाल पाठ वाली पदार्थ प्राथमिक विश्लेषित को परिभाषित करती है जो सामान्यतः वैज्ञानिक प्रकाशनों में रिपोर्ट की जाती है और नीले पाठ वाली पदार्थ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होती है। हाइड्रोजन, कार्बन और ऑक्सीजन समस्थानिक स्केल को दो एंकरिंग विश्लेषित पदार्थ के साथ परिभाषित किया गया है। हाइड्रोजन के लिए आधुनिक पैमाना VSMOW2 और SLAP2 द्वारा परिभाषित किया गया है, और वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर के सापेक्ष रिपोर्ट किया गया है। कार्बन के लिए पैमाना या तो NBS-19 या IAEA-603 द्वारा प्रयोगशाला की उम्र के साथ-साथ LSVEC के आधार पर परिभाषित किया जाता है, और VPDB के सापेक्ष रिपोर्ट किया जाता है। ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात या तो वीएसएमओडब्ल्यू या वीपीडीबी स्केल के सापेक्ष रिपोर्ट किए जा सकते हैं। सल्फर और नाइट्रोजन के समस्थानिक पैमाने दोनों को केवल एक एंकरिंग विश्लेषित पदार्थ के लिए परिभाषित किया गया है। सल्फर के लिए पैमाना IAEA-S-1 द्वारा परिभाषित किया गया है और VCDT के सापेक्ष रिपोर्ट किया गया है, जबकि नाइट्रोजन के लिए स्केल को AIR द्वारा परिभाषित और रिपोर्ट किया गया है।

चित्र 1: आधुनिक स्थिर समस्थानिक अनुपात विश्लेषित पदार्थ का विकास। लाल रंग में दिखाई गई सामग्रियों का उपयोग सामान्यतः प्राकृतिक सामग्रियों में समस्थानिक अनुपातों की रिपोर्टिंग के लिए विश्लेषित के रूप में किया जाता है, जबकि जो नीले रंग में दिखाई जाती हैं वे व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए कार्यशील विश्लेषित पदार्थ को कैलिब्रेट करने के लिए उपयोग की जाती हैं। एन समस्थानिक प्रणाली सम्मिलित नहीं है क्योंकि विश्लेषित पदार्थ पृथ्वी के वायुमंडल से कभी नहीं बदली है। वायुमंडलीय एन2.

हाइड्रोजन

1961 में हारमोन क्रेग द्वारा स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर (SMOW) का समस्थानिक विश्लेषित ढांचा स्थापित किया गया था।[16] δ को मापने के द्वारा2एच और δ18ओ गहरे समुद्र के पानी के नमूनों में पहले एपस्टीन और मायेडा (1953) द्वारा अध्ययन किया गया था।[17] मूल रूप से SMOW एक विशुद्ध सैद्धांतिक समस्थानिक अनुपात था जिसका उद्देश्य गहरे समुद्र की औसत स्थिति का प्रतिनिधित्व करना था। प्रारंभिक कार्य में गहरे समुद्र के पानी के समस्थानिक अनुपात को NBS-1 के सापेक्ष मापा गया था, जो कि पोटोमैक नदी के पानी के भाप घनीभूत से प्राप्त मानक है। विशेष रूप से, इसका मतलब है कि SMOW को मूल रूप से NBS-1 के सापेक्ष परिभाषित किया गया था, और कोई भौतिक SMOW समाधान नहीं था। 1966 में अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी सलाहकार समूह की बैठक की सलाह के बाद, रे वीस और हारमोन क्रेग ने SMOW के समस्थानिक मूल्यों के साथ एक वास्तविक समाधान बनाया, जिसे उन्होंने वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर (VSMOW) कहा।[14] उन्होंने अमुंडसेन-स्कॉट साउथ पोल स्टेशन | अमुंडसेन-स्कॉट साउथ पोल स्टेशन, जिसे प्रारम्भ में SNOW कहा जाता था और बाद में स्टैंडर्ड लाइट अंटार्कटिक वर्षा (SLAP) कहा जाता था, में एकत्र की गई फ़र्न से एक दूसरी हाइड्रोजन समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ भी तैयार की।[2]वीएसएमओडब्ल्यू और एसएलएपी दोनों को 1968 की शुरुआत में वितरित किया गया था। एसएलएपी और एनबीएस-1 की समस्थानिक विशेषताओं का मूल्यांकन बाद में वीएसएमओडब्ल्यू (गोंफिएंटिनी, 1978) के खिलाफ माप के माध्यम से अंतर-प्रयोगशाला तुलना द्वारा किया गया था।[18] इसके बाद, VSMOW और SLAP को कई दशकों तक हाइड्रोजन समस्थानिक प्रणाली के लिए प्राथमिक समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ के रूप में उपयोग किया गया। 2006 में अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी समस्थानिक हाइड्रोलॉजी प्रयोगशाला ने वीएसएमओडब्ल्यू2 और एसएलएपी2 नामक नई समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ का निर्माण किया जिसमें लगभग समान हाइड्रोजन समस्थानिक बायोगेकेमिस्ट्री|δ2एच और Δ18O|डी18O VSMOW और SLAP के रूप में। हाइड्रोजन समस्थानिक कार्य मानकों को वर्तमान में VSMOW2 और SLAP2 के खिलाफ कैलिब्रेट किया जाता है लेकिन अभी भी VSMOW और SLAP द्वारा परिभाषित पैमाने पर VSMOW के सापेक्ष रिपोर्ट किया जाता है। इसके अतिरिक्त, ग्रीनलैंड आइस शीट अवक्षेपण (GISP) δ2H को कई प्रयोगशालाओं में उच्च परिशुद्धता के लिए मापा गया है, लेकिन विभिन्न विश्लेषणात्मक सुविधाएं मूल्य पर असहमत हैं। इन टिप्पणियों से पता चलता है कि GISP को एलिकोटिंग या स्टोरेज के समय अलग किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि विश्लेषित पदार्थ का उपयोग सावधानी से किया जाना चाहिए।

Table 2: Hydrogen Isotope Reference पदार्थs
नाम पदार्थ δ2एच मानक

विचलन

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वीएसएमओडब्ल्यू2 एच<उप>2</उप>ओ 0‰ 0.3‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
SLAP2 एच<उप>2</उप>ओ -427.5 ‰ 0.3‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
जीआईएसपी एच<उप>2</उप>ओ -189.5 ‰ 1.2‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
एनबीएस 22 तेल -120‰ 1‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link


कार्बन

मूल कार्बन समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ दक्षिण कैरोलिना में पेडी फॉर्मेशन से बेलेमनीटिडा जीवाश्म थी, जिसे पी डी बेलेमनाइट (पीडीबी) के रूप में जाना जाता है। इस PDB मानक का तेजी से उपभोग किया गया और बाद में शोधकर्ताओं ने PDB II और PDB III जैसे प्रतिस्थापन मानकों का उपयोग किया। कार्बन समस्थानिक विश्लेषित फ्रेम को बाद में वियना में वियना पीडी फॉर्मेशन (वीपीडीबी) नामक एक काल्पनिक पदार्थ के खिलाफ स्थापित किया गया था।[2]मूल SMOW की तरह, VPDB कभी भी भौतिक समाधान या ठोस के रूप में अस्तित्व में नहीं था। मापन करने के लिए शोधकर्ता विश्लेषित पदार्थ NBS-19 का उपयोग करते हैं, जिसे बोलचाल की भाषा में टॉयलेट सीट लाइमस्टोन के रूप में जाना जाता है,[19] जिसका एक समस्थानिक अनुपात काल्पनिक Δ13C के सापेक्ष परिभाषित है। NBS-19 की सटीक उत्पत्ति अज्ञात है लेकिन यह एक सफेद संगमरमर की पटिया थी और इसका आकार 200-300 माइक्रोमीटर था। कार्बन समस्थानिक माप की निर्धारण में सुधार करने के लिए, 2006 में Δ13C|δ13C स्केल को NBS-19 के विरुद्ध एक-बिंदु अंशांकन से दो बिंदु-अंशांकन में स्थानांतरित कर दिया गया था। नई प्रणाली में वीपीडीबी स्केल को एलएसवीईसी लिथियम कार्बोनेट | ली दोनों पर पिन किया गया है2सीओ3विश्लेषित पदार्थ और NBS-19 चूना पत्थर (कोपलेन एट अल।, 2006a; कोपलेन एट अल।, 2006b)।[20][21] NBS-19 भी अब समाप्त हो गया है और इसे IAEA-603 से बदल दिया गया है।

Table 3: Carbon Isotope Reference पदार्थs
नाम पदार्थ δ13सी मानक

विचलन

संदर्भ जोड़ना
आईएईए-603 CaCO3 2.46‰ 0.01‰ वीपीडीबी Link
एनबीएस-18 CaCO3 -5.014‰ 0.035‰ वीपीडीबी Link
एनबीएस-19 CaCO3 1.95‰ - वीपीडीबी Link
एलएसवीईसी ली<उप>2</उप>सीओ<उप>3</उप> -46.6‰ 0.2‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-1 करारा मार्बल +2.492‰ 0.030‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-8 CaCO3 -5.764‰ 0.032‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-9 BaCO3 -47.321‰ 0.057‰ वीपीडीबी Link
एनबीएस 22 तेल -30.031‰ 0.043‰ वीपीडीबी Link

ऑक्सीजन

ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात की तुलना सामान्यतः वीएसएमओडब्ल्यू और वीपीडीबी दोनों विश्लेषणों से की जाती है। परंपरागत रूप से पानी में ऑक्सीजन वीएसएमओडब्ल्यू के सापेक्ष रिपोर्ट की जाती है जबकि कार्बोनेट चट्टानों या अन्य भूविज्ञान से मुक्त ऑक्सीजन वीपीडीबी के सापेक्ष रिपोर्ट की जाती है। हाइड्रोजन के प्रकरण में, ऑक्सीजन समस्थानिक पैमाने को दो सामग्रियों, वीएसएमओडब्ल्यू2 और एसएलएपी2 द्वारा परिभाषित किया गया है। नमूने के माप Δ18O|δ18O बनाम VSMOW को निम्नलिखित समीकरण के माध्यम से VPDB विश्लेषित फ़्रेम में बदला जा सकता है: δ18ओVPDB = 0.97001*डी18ओVSMOW - 29.99‰ (ब्रांड एट अल।, 2014)।[22]

Table 4: Oxygen Isotope Reference पदार्थs
नाम पदार्थ δ18ओ मानक

विचलन

संदर्भ जोड़ना
वीएसएमओडब्ल्यू2 एच<उप>2</उप>ओ 0‰ 0.02‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
SLAP2 एच<उप>2</उप>ओ -55.50‰ 0.02‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
जीआईएसपी एच<उप>2</उप>ओ -24.76‰ 0.09‰ वीएसएमओडब्ल्यू Link
आईएईए-603 CaCO3 -2.37‰ 0.04‰ वीपीडीबी Link
एनबीएस-18 CaCO3 -23.2‰ 0.1‰ वीपीडीबी Link
एनबीएस-19 CaCO3 -2.20‰ - वीपीडीबी Link
एलएसवीईसी ली<उप>2</उप>सीओ<उप>3</उप> -26.7 ‰ 0.2‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-1 करारा मार्बल -2.4 0.1‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-8 CaCO3 -22.7 0.2‰ वीपीडीबी Link
आईएईए-सीओ-9 BaCO3 -15.6 ‰ 0.2‰ वीपीडीबी Link

नाइट्रोजन

नाइट्रोजन गैस (एन2) पृथ्वी के वायुमंडल का 78% हिस्सा बनाता है और कम समय के पैमाने पर बहुत अच्छी तरह से मिश्रित होता है, जिसके परिणामस्वरूप विश्लेषित पदार्थ के रूप में उपयोग के लिए एक समरूप समस्थानिक वितरण आदर्श होता है। वायुमंडलीय एन2 समस्थानिक विश्लेषित के रूप में उपयोग किए जाने पर सामान्यतः AIR कहा जाता है। वायुमंडलीय एन के अतिरिक्त2 कई एन समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ हैं।

Table 5: Nitrogen Isotope Reference पदार्थs
नाम पदार्थ δ15N Standard

deviation

Reference Link Source/derivation of material
IAEA-N-1 (NH4)2SO4 0.4‰ 0.2‰ AIR Link
IAEA-N-2 (NH4)2SO4 20.3‰ 0.2‰ AIR Link
IAEA-NO-3 KNO3 4.7‰ 0.2‰ AIR Link
USGS32 KNO3 180‰ 1‰ AIR Link
USGS34 KNO3 -1.8‰ 0.2‰ AIR Link from nitric acid
USGS35 NaNO3 2.7‰ 0.2‰ AIR Link purified from natural ores
USGS25 (NH4)2SO4 -30.4‰ 0.4‰ AIR Link
USGS26 (NH4)2SO4 53.7‰ 0.4‰ AIR Link
NSVEC N2 gas -2.8‰ 0.2‰ AIR Link
IAEA-305 (NH4)2SO4 39.8‰

375.3‰

39.3 - 40.3‰

373.0 - 377.6‰

AIR Link derived from ammonium sulfate

SD given as 95% confidence interval

IAEA-310 CH4N2O 47.2‰

244.6‰

46.0 - 48.5‰

243.9 - 245.4‰

AIR Link derived from urea

SD given as 95% confidence interval

IAEA-311 (NH4)2SO4 2.05 ‰ 2.03 - 2.06‰ AIR Link SD given as 95% confidence interval


सल्फर

मूल सल्फर समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ कैन्यन डियाब्लो (उल्कापिंड) (सीडीटी) थी, जो एरिजोना में उल्का क्रेटर से बरामद एक उल्कापिंड था। कैन्यन डियाब्लो (उल्कापिंड) को चुना गया था क्योंकि ऐसा माना जाता था कि चोंड्रेइट के समान एक सल्फर समस्थानिक रचना है। हालांकि, उल्कापिंड को बाद में 0.4‰ (ब्यूडॉइन एट अल।, 1994) तक भिन्नता के साथ समस्थानिक रूप से समरूपता और विषमता के रूप में पाया गया।[12] इस समस्थानिक परिवर्तनशीलता के परिणामस्वरूप सल्फर समस्थानिक मापन के अंतःप्रयोगशाला अंशांकन के लिए समस्याएँ उत्पन्न हुईं। 1993 में अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी की एक बैठक ने विएना कैन्यन डियाब्लो ट्रोइलाइट (वीसीडीटी) को वीएसएमओडब्ल्यू की पूर्व स्थापना के संकेत के रूप में परिभाषित किया। मूल SMOW और VPDB की तरह, VCDT कभी भी एक भौतिक पदार्थ नहीं थी जिसे मापा जा सकता था लेकिन फिर भी इसका उपयोग सल्फर समस्थानिक पैमाने की परिभाषा के रूप में किया जाता था। वास्तव में Δ34S | मापने के प्रयोजनों के लिए34एस/32S अनुपात, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी ने Δ34S|δ को परिभाषित कियाIAEA-S-1 (मूल रूप से IAEA-NZ1 कहा जाता है) का 34 VCDT के सापेक्ष -0.30‰ होना चाहिए।[2]सल्फर समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ में हाल ही में किए गए इन परिवर्तनों ने अंतःप्रयोगशाला पुनरुत्पादनीयता में काफी सुधार किया है (कोपलेन एंड क्राउस, 1998)।[23]

Table 6: Sulfur Isotope Reference पदार्थs
नाम पदार्थ δ34S Standard

deviation

Reference Link Source/derivation of material
IAEA-S-1 Ag2S -0.30‰ - VCDT Link from sphalerite (ZnS)
IAEA-S-2 Ag2S 22.7‰ 0.2‰ VCDT Link from gypsum (Ca2SO4*2H2O)
IAEA-S-3 Ag2S -32.3‰ 0.2‰ VCDT Link from sphalerite (ZnS)
IAEA-S-4 S 16.9‰ 0.2‰ VCDT Link from natural gas
IAEA - SO-5: BaSO4 0.5‰ 0.2‰ VCDT Link from aqueous sulfate (SO4)
IAEA - SO-6 BaSO4 -34.1‰ 0.2‰ VCDT Link from aqueous sulfate (SO4)
NBS - 127 BaSO4 20.3‰ 0.4‰ VCDT Link from sulfate (SO4) from Monterey Bay


कार्बनिक अणु

हाल ही में एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना ने 19 कार्बनिक रसायन समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ के हाइड्रोजन, कार्बन और नाइट्रोजन समस्थानिक संरचना को विकसित और निर्धारित किया है, जो अब संयुक्त अवस्था भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी और इंडियाना विश्वविद्यालय से उपलब्ध है।[24] ये विश्लेषित पदार्थ हाइड्रोजन के समस्थानिकों की एक बड़ी श्रृंखला को फैलाती है| δ2H (-210.8‰ से +397.0‰), Δ13C|δ13C (-40.81‰ से +0.49‰), और Δ18O|δ15एन (-5.21‰ से +61.53‰), और विश्लेषणात्मक तकनीकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उत्तरदायी हैं। कार्बनिक विश्लेषित पदार्थ में कैफीन, ग्लाइसिन, हेक्साडकेन | एन-हेक्साडेकेन, मिथाइल एस्टर (सी) सम्मिलित हैं।20 FAME), वैलिन | एल-वेलिन, ऑर्गेनिक केमिस्ट्री, POLYETHYLENE फ़ॉइल, पॉलीइथाइलीन पावर, वैक्यूम ऑयल और NBS-22।[24]

Table 7: Isotope Reference पदार्थs for Organic Molecules[24]
नाम Chemical δDVSMOW-SLAP (‰) δ13CVPDB-LSVEC (‰) δ15NAIR (‰)
USGS61 caffeine 96.9 ± 0.9 -35.05 ± 0.04 -2.87 ± 0.04
USGS62 caffeine -156.1 ± 2.1 -14.79 ± 0.04 20.17 ± 0.06
USGS63 caffeine 174.5 ± 0.9 -1.17 ± 0.04 37.83 ± 0.06
IAEA-600 caffeine -156.1 ± 1.3 -27.73 ± 0.04 1.02 ± 0.05
USGS64 glycine - -40.81 ± 0.04 1.76 ± 0.06
USGS65 glycine - -20.29 ± 0.04 20.68 ± 0.06
USGS66 glycine - -0.67 ± 0.04 40.83 ± 0.06
USGS67 n-hexadecane -166.2 ± 1.0 -34.5 ± 0.05 -
USGS68 n-hexadecane -10.2 ± 0.9 -10.55 ± 0.04 -
USGS69 n-hexadecane 381.4 ± 3.5 -0.57 ± 0.04 -
USGS70 icosanoic acid methyl ester -183.9 ± 1.4 -30.53 ± 0.04 -
USGS71 icosanoic acid methyl ester -4.9 ± 1.0 -10.5 ± 0.03 -
USGS72 icosanoic acid methyl ester 348.3 ± 1.5 -1.54 ± 0.03 -
USGS73 L-valine - -24.03 ± 0.04 -5.21 ± 0.05
USGS74 L-valine - -9.3 ± 0.04 30.19 ± 0.07
USGS75 L-valine - 0.49 ± 0.07 61.53 ± 0.14
USGS76 methylheptadecanoate -210.8 ± 0.9 -31.36 ± 0.04 -
IAEA-CH-7 polyethylene foil -99.2 ± 1.2 -32.14 ± 0.05 -
USGS77 polyethylene power -75.9 ± 0.6 -30.71 ± 0.04 -
NBS 22 oil -117.2 ± 0.6 -30.02 ± 0.04 -
NBS 22a vacuum oil -120.4 ± 1.0 -29.72 ± 0.04 -
USGS78 2H-enriched vacuum oil 397.0 ± 2.2 -29.72 ± 0.04 -

तालिका 7 में दी गई जानकारी सीधे शिममेलमैन एट अल की तालिका 2 से आती है। (2016)।[24]


गैर-पारंपरिक समस्थानिक सिस्टम

भारी समस्थानिक सिस्टम

गैर-पारंपरिक समस्थानिक सिस्टम (हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सल्फर के अतिरिक्त अन्य तत्व) के लिए समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ सम्मलित है, जिसमें लिथियम, बोरॉन, मैगनीशियम , कैल्शियम, लोहा और कई अन्य सम्मिलित हैं। क्योंकि गैर-पारंपरिक प्रणालियों को अपेक्षाकृत हाल ही में विकसित किया गया था, इन प्रणालियों के लिए विश्लेषित पदार्थ पारंपरिक समस्थानिक प्रणालियों की तुलना में अधिक सीधी और कम संख्या में हैं। निम्नलिखित तालिका में प्रत्येक समस्थानिक पैमाने के लिए δ = 0 को परिभाषित करने वाली पदार्थ सम्मिलित है, एक संकेतित पदार्थ के पूर्ण समस्थानिक अंशों का 'सर्वश्रेष्ठ' माप (जो सामान्यतः पैमाने को परिभाषित करने वाली पदार्थ के समान होता है, लेकिन सदैव नहीं), परिकलित पूर्ण समस्थानिक अनुपात, और समस्थानिक बहुतायत और परमाणु भार आयोग द्वारा तैयार समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ की सूची के लिंक (शुद्ध और अनुप्रयुक्त रसायन विज्ञान के अंतर्राष्ट्रीय संघ का हिस्सा। शुद्ध और अनुप्रयुक्त रसायन विज्ञान का अंतर्राष्ट्रीय संघ (IUPAC))। गैर-पारंपरिक स्थिर समस्थानिक प्रणालियों की एक सारांश सूची उपलब्ध है यहां, और इनमें से अधिकतर जानकारी ब्रांड एट अल से ली गई है। (2014)।[22]तालिका 8 में सूचीबद्ध समस्थानिक प्रणालियों के अतिरिक्त, जारी शोध बेरियम की समस्थानिक संरचना को मापने पर केंद्रित है (ऑलमेन एट अल।, 2010;[25] मियाज़ाकी एट अल।, 2014;[26] नान एट अल।, 2015[27]) और वैनेडियम (नील्सन एट अल।, 2011)।[28] स्पेकप्योर अल्फ़ा एज़र एक समस्थानिक रूप से अच्छी तरह से चित्रित वैनेडियम समाधान है (नील्सन एट अल।, 2011)।[28]इसके अतिरिक्त, रासायनिक प्रसंस्करण के समय विभाजन कुछ समस्थानिक विश्लेषणों के लिए समस्याग्रस्त हो सकता है, जैसे कॉलम क्रोमैटोग्राफी के बाद भारी समस्थानिक अनुपात को मापना। इन स्थितियों में विश्लेषित पदार्थ को विशेष रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए कैलिब्रेट किया जा सकता है।

Table 8: Heavy Isotope Reference पदार्थs
Element Symbol δ अनुपात का प्रकार नाम

(material for δ = 0)

पदार्थ

(material for δ = 0)

नाम (material with

'best' measurement)

Isotope Ratio:

R (σ)

उद्धरण Link
Lithium Li δ7Li 7Li/6Li LSVEC (NIST RM 8545) Li2CO3 IRMM-016 12.17697(3864) Qi et al. (1997)[29] Link
Boron B δ11B 11B/10B NIST SRM 951(a) Boric acid IRMM-011 4.0454(42) De Bièvre & Debus (1969)[30] Link
Magnesium Mg δ26/24Mg 26Mg/24Mg DMS-3 NO3− solution DSM-3 0.13969(13) Bizzarro et al. (2011)[31] Link
Silicon Si δ30/28Si 30Si/28Si NBS 28 (NIST RM 8546) Si sand WASO-17.2 0.0334725(35) De Bievre et al. (1997)[32] Link
Chlorine Cl δ37Cl 37Cl/35Cl SMOC - NIST SRM 975 0.319876(53) Wei et al. (2012)[33] Link
Calcium Ca δ44/42Ca 44Ca/42Ca NIST SRM 915a CaCO3 NIST SRM 915 3.21947(1616) Moore & Machlan (1972) [34] Link
Chromium Cr δ53/52Cr 53Cr/52Cr NIST SRM 979 Cr(NO3)3 salt NIST SRM 979 0.113387(132) Shields et al. (1966)[35] Link
Iron Fe δ56/54Fe 56Fe/54Fe IRMM-014 elemental Fe IRMM-014 15.69786(61907) Taylor et al. (1992)[36] Link
Nickel Ni δ60/58Ni 60Ni/58Ni NIST SRM 986 elemental Ni NIST SRM 986 0.385198(82) Gramlich et al. (1989)[37] Link
Copper Cu δ65Cu 65Cu/63Cu NIST SRM 976 elemental Cu NIST SRM 976 0.44563(32) Shields et al. (1965) [38] Link
Zinc Zn δ68/64Zn 68Zn/64Zn IRMM-3702 ZN (II) solution IRMM-3702 0.375191(154) Ponzevera et al. (2006)[39] Link
Gallium Ga δ71Ga 71Ga/69Ga NIST SRM 994 elemental Ga NIST SRM 994 0.663675(124) Machlan et al. (1986)[40] Link
Germanium Ge δ74/70Ge 74Ge/70Ge NIST SRM 3120a elemental Ge Ge metal 1.77935(503) Yang & Meija (2010)[41] Link
Selenium Se δ82/76Se 82Se/76Se NIST SRM 3149 Se solution NIST SRM 3149 0.9572(107) Wang et al. (2011)[42] Link
Bromine Br δ81Br 81Br/79Br SMOB - NIST SRM 977 0.97293(72) Catanzaro et al. (1964)[43] Link
Rubidium Rb δ87Rb 87Rb/85Rb NIST SRM 984 RbCl NIST SRM 984 0.385706(196) Catanzaro et al. (1969)[44] Link
Strontium Sr δ88/86Sr 88Sr/86Sr NIST SRM 987 SrCO3 NIST SRM 987 8.378599(2967) Moore et al. (1982)[45] Link
Molybdenum Mo δ98/95Mo 98Mo/95Mo NIST SRM 3134 solution NIST SRM 3134 1.5304(101) Mayer & Wieser (2014)[46] Link
Silver Ag δ109Ag 109Ag/107Ag NIST SRM 978a AgNO3 NIST SRM 978 0.929042(134) Powell et al. (1981)[47] Link
Cadmium Cd δ114/110Cd 114Cd/110Cd NIST SRM 3108 solution BAM Cd-I012 2.30108(296) Pritzkow et al. (2007)[48] Link
Rhenium Re δ187Re 187Re/185Re NIST SRM 989 elemental Re NIST SRM 989 1.67394(83) Gramlich et al. (1973)[49] Link
Osmium Os δ187/188Os 187Os/188Os IAG-CRM-4 solution K2OsO4 0.14833(93) Völkening et al. (1991)[50] Link
Platinum Pt δ198/194Pt 198Pt/194Pt IRMM-010 elemental Pt IRMM-010 0.22386(162) Wolff Briche et al. (2002)[51] Link
Mercury Hg δ202/198Hg 202Hg/198Hg NRC NIMS-1 solution NRC NIMS-1 2.96304(308) Meija et al. (2010)[52] Link
Thallium Tl δ205Tl 205Tl/203Tl NRC SRM 997 elemental Tl NIST SRM 997 2.38707(79) Dunstan et al. (1980)[53] Link
Lead Pb δ208/206Pb 208Pb/206Pb ERM-3800 solution NIST SRM 981 2.168099(624) Catanzaro et al. (1968)[54] Link
Uranium U δ238/235U 238U/235U NIST SRM 950-A uranium oxide Namibian ore 137.802321(688638) Richter et al. (1999)[55] Link

तालिका 8 संकेतित तत्वों में से प्रत्येक के लिए δ = 0 पैमाने को परिभाषित करने वाली पदार्थ और समस्थानिक अनुपात देता है। इसके अतिरिक्त, तालिका 8 पदार्थ को मीजा एट अल द्वारा निर्धारित 'सर्वश्रेष्ठ' माप के साथ सूचीबद्ध करती है। (2016)। पदार्थ रासायनिक सूत्र देती है, अनुपात का प्रकार समस्थानिक अनुपात में रिपोर्ट किया गया समस्थानिक अनुपात है, और उद्धरण समस्थानिक बहुतायत पर रिपोर्ट करने वाले लेख (ओं) को देता है, जिस पर समस्थानिक अनुपात आधारित है। समस्थानिक अनुपात मेइजा एट अल में एकत्र किए गए उद्धृत अध्ययनों में रिपोर्ट किए गए पूर्ण द्रव्यमान अंश के व्यक्तिगत विश्लेषण से परिणाम दर्शाते हैं। (2016),[13] और रिपोर्ट किए गए अनुपात तक पहुंचने के लिए हेरफेर किया। त्रुटि की गणना भिन्नात्मक रिपोर्ट की गई त्रुटियों के वर्गों के योग के वर्गमूल के रूप में की गई थी।

गुच्छेदार समस्थानिक

गुच्छेदार समस्थानिक समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ के लिए चुनौतियों का एक अलग सेट प्रस्तुत करते हैं। परंपरा के अनुसार CO का गुच्छेदार समस्थानिक संघटन2 कैल्शियम कार्बोनेट से मुक्त | CaCO3(डी47)[56][57][58] और मीथेन का समूहित समस्थानिक|CH4(डी18/डी13CH3D/डी12CH2D2)[59][60][61] समस्थानिक के स्टोकेस्टिक के सापेक्ष सूचित किया जाता है। अर्थात्, एक विश्लेषित isotopologue के खिलाफ कई समस्थानिक प्रतिस्थापन वाले अणु के दिए गए समस्थानिकोलॉग के अनुपात को उसी बहुतायत अनुपात में सामान्यीकृत किया जाता है जहां सभी समस्थानिक बेतरतीब ढंग से वितरित किए जाते हैं। व्यवहार में चुना गया विश्लेषित फ्रेम लगभग सदैव समस्थानिक होता है जिसमें कोई समस्थानिक प्रतिस्थापन नहीं होता है। यह है12सी16ओ2 कार्बन डाईऑक्साइड के लिए और 12सी1</सुप>एच4 मीथेन clumped समस्थानिकों के लिए। बल्क डेल्टा (पत्र) को मापने के लिए क्लंप्ड समस्थानिक विश्लेषण में मानक समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ की अभी भी आवश्यकता है। हालांकि, आयनीकरण के समय द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में अधिकांश नमूनों की क्लंप्ड समस्थानिक संरचना को बदल दिया जाता है, जिसका अर्थ है कि माप के बाद के डेटा सुधार के लिए ज्ञात क्लंप्ड समस्थानिक संरचना की मापी गई पदार्थ की आवश्यकता होती है। किसी दिए गए तापमान पर संतुलन थर्मोडायनामिक्स संभावित समस्थानिकोलॉग्स के बीच समस्थानिक के वितरण की भविष्यवाणी करता है, और इन भविष्यवाणियों को प्रयोगात्मक रूप से कैलिब्रेट किया जा सकता है।[62] ज्ञात गुच्छित समस्थानिक संघटन का एक मानक उत्पन्न करने के लिए, वर्तमान अभ्यास एक धातु उत्प्रेरण की उपस्थिति में उच्च तापमान पर आंतरिक रूप से विश्लेषण गैस को संतुलित करना है और यह मान लेना है कि इसमें संतुलन गणना द्वारा अनुमानित Δ मान है।[62]विशेष रूप से क्लंप्ड समस्थानिक विश्लेषण के लिए समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ विकसित करना इस तेजी से विकसित क्षेत्र का एक सतत लक्ष्य बना हुआ है और 2017 में 6वीं इंटरनेशनल क्लंप्ड समस्थानिक वर्कशॉप के समय एक प्रमुख चर्चा का विषय था। यह संभव है कि भविष्य में शोधकर्ता अज्ञात नमूनों की थोक समस्थानिक संरचना को मापने की वर्तमान विधि के समान अंतरराष्ट्रीय स्तर पर वितरित विश्लेषित पदार्थ के खिलाफ क्लम्प्ड समस्थानिक अनुपात को मापेंगे।

विश्लेषित पदार्थ प्रमाणित करना

अवलोकन

समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ का प्रमाणन अपेक्षाकृत जटिल है। समस्थानिक रचनाओं की रिपोर्टिंग के अधिकांश पहलुओं की तरह यह ऐतिहासिक कलाकृतियों और आधुनिक संस्थानों के संयोजन को दर्शाता है। परिणामतः, समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ के प्रमाणन के आसपास के विवरण तत्व और रासायनिक यौगिक के अनुसार भिन्न होते हैं। एक सामान्य दिशानिर्देश के रूप में, समस्थानिक पैमानों को परिभाषित करने के लिए प्राथमिक और मूल अंशांकन विश्लेषित पदार्थ की समस्थानिक संरचना का उपयोग किया गया था और इसलिए कोई संबद्ध अनिश्चितता नहीं है। अद्यतन अंशांकन पदार्थ सामान्यतः अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी द्वारा प्रमाणित होती है और दो-बिंदु समस्थानिक पैमाने (SLAP, LSVEC) के लिए महत्वपूर्ण विश्लेषित पदार्थ अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से प्राप्त की जाती है। अतिरिक्त विश्लेषित पदार्थ की समस्थानिक संरचना या तो व्यक्तिगत विश्लेषणात्मक सुविधाओं के माध्यम से या अंतःप्रयोगशाला तुलना के माध्यम से स्थापित की जाती है लेकिन सामान्यतः एक आधिकारिक IAEA प्रमाणन की कमी होती है। तालिका 1 में सूचीबद्ध अधिकांश सामग्रियों के लिए प्रमाणित मूल्य हैं, तालिका 2-7 में सूचीबद्ध पदार्थ का लगभग आधा और तालिका 8 में कुछ पदार्थ।

प्राथमिक और मूल अंशांकन

प्राथमिक विश्लेषित की समस्थानिक संरचना पर सहमत और मूल अंशांकन पदार्थ सामान्यतः अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से नहीं पहुंची थी। भाग में यह केवल इसलिए है क्योंकि मूल पदार्थ का उपयोग समस्थानिक पैमानों को परिभाषित करने के लिए किया गया था और इसलिए इसमें कोई अनिश्चितता नहीं है। वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वॉटर हाइड्रोजन समस्थानिक सिस्टम के लिए प्राथमिक विश्लेषित और अंशांकन पदार्थ के रूप में कार्य करता है और ऑक्सीजन समस्थानिक सिस्टम के लिए दो संभावित पैमानों में से एक है, और हारमोन क्रेग द्वारा तैयार किया गया था। VSMOW2 प्रतिस्थापन अंशांकन मानक है और इसे पाँच चयनित प्रयोगशालाओं में माप द्वारा अंशांकित किया गया था। एसएलएपी की समस्थानिक संरचना अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से प्राप्त की गई थी।[18]I. फ्रीडमैन, जे.आर. ओ'नील और जी. सेबुला द्वारा निर्मित कार्बन समस्थानिक स्केल के लिए NBS-19 मूल अंशांकन पदार्थ है[63] और वीपीडीबी पैमाने को परिभाषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। IAEA-603 प्रतिस्थापन अंशांकन मानक है और तीन चयनित प्रयोगशालाओं (मॉन्ट्रियल, कनाडा में GEOTOP-UQAM; रेस्टन, संयुक्त अवस्था अमेरिका में संयुक्त अवस्था भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण; जेना, जर्मनी में मैक्स प्लैंक संस्थान -बीजीसी) में माप द्वारा कैलिब्रेट किया गया था। एलएसवीईसी की समस्थानिक संरचना अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से प्राप्त की गई थी।[18]IAEA-S-1, सल्फर समस्थानिक पैमाने के लिए मूल अंशांकन पदार्थ और आज भी उपयोग में है, जिसे B. W. रॉबिन्सन द्वारा तैयार किया गया था।[2]


अंतरराष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी

अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी अधिकांश नई अंशांकन पदार्थ के लिए समस्थानिक संरचना का आधिकारिक प्रमाण पत्र जारी करती है। अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी ने VSMOW2/SLAP2 के लिए समस्थानिक मूल्यों को प्रमाणित किया है।[64] और IAEA-603[65] (NBS-19 कैल्शियम कार्बोनेट के लिए प्रतिस्थापन | CaCO3मानक)। हालाँकि, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी द्वारा वितरित अधिकांश विश्लेषित सामग्रियों की समस्थानिक रचना वैज्ञानिक साहित्य में स्थापित है। उदाहरण के लिए, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी N समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ USGS34 (पोटेशियम नाइट्रेट|KNO) वितरित करती है3) और USGS35 (सोडियम नाइट्रेट | NaNO3), संयुक्त अवस्था भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण में वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा निर्मित और बोह्लके एट अल में रिपोर्ट किया गया। (2003),[15]लेकिन इन विश्लेषणों की समस्थानिक संरचना को प्रमाणित नहीं किया है। इसके अतिरिक्त, उद्धृत Δ15N|δ15एन और Δ18O|डी18इन विश्लेषणों के 0 मान अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से नहीं पहुंचे थे। एक दूसरा उदाहरण IAEA-SO-5, एक बेरियम सल्फेट|BaSO है4आर. क्राउसे और एस. हलास द्वारा निर्मित विश्लेषित पदार्थ और हलास एंड सजारन (2001) में वर्णित है।[66] इस विश्लेषित का मूल्य अंतःप्रयोगात्मक तुलना के माध्यम से पहुंचा था लेकिन अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी प्रमाणीकरण की कमी है। अन्य विश्लेषित पदार्थ (LSVEV, IAEA-N3) अंतर-प्रयोगशाला तुलना के माध्यम से प्राप्त की गई थी[2]और अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी द्वारा वर्णित हैं लेकिन उनके प्रमाणन की स्थिति स्पष्ट नहीं है।

राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान

2018 तक राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान सामान्य स्थिर समस्थानिक विश्लेषित पदार्थ के लिए प्रमाण पत्र प्रदान नहीं करता है। जैसा कि इसमें देखा गया है लिंक[67] राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान से वर्तमान में उपलब्ध प्रकाश स्थिर समस्थानिक विश्लेषणों को दिखाते हुए, इस श्रेणी में हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सल्फर के समस्थानिक माप के लिए महत्वपूर्ण सभी समस्थानिक विश्लेषित सम्मिलित हैं। हालांकि, इनमें से अधिकांश सामग्रियों के लिए राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान जांच की एक रिपोर्ट प्रदान करता है, जो एक विश्लेषित मूल्य देता है जो प्रमाणित नहीं है (मई एट अल। (2000) की परिभाषाओं के बाद)।[68] USGS34 और USGS35 के उपरोक्त उदाहरणों के लिए, NIST विश्लेषित मूल्यों की रिपोर्ट करता है[69] लेकिन बोहलके एट अल के परिणामों को प्रमाणित नहीं किया है। (2003)।[15]इसके विपरीत, NIST ने IAEA-SO-5 के लिए कोई विश्लेषित मान प्रदान नहीं किया है। जैसा कि इस लिंक पर देखा गया है,[70] राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान रूबिडीयाम, निकल, स्ट्रोंटियम, गैलियम और थालियम सहित गैर-पारंपरिक भारी समस्थानिक प्रणालियों के साथ-साथ कई समस्थानिक प्रणालियों के लिए समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ को प्रमाणित करता है, जो सामान्य रूप से हल्के लेकिन गैर-पारंपरिक जैसे मैग्नीशियम की विशेषता होगी। और क्लोरीन। जबकि इनमें से कई सामग्रियों की समस्थानिक संरचना को 1960 के दशक के मध्य में प्रमाणित किया गया था, अन्य सामग्रियों को हाल ही में 2011 तक प्रमाणित किया गया था (उदाहरण के लिए, बोरिक एसिड समस्थानिक मानक 951a)।

विश्लेषित पदार्थ में अनिश्चितता और त्रुटि

पूर्ण समस्थानिक अनुपात में अनिश्चितता

क्योंकि कई समस्थानिक विश्लेषित सामग्रियों को Δ18O|δ संकेतन का उपयोग करके एक दूसरे के सापेक्ष परिभाषित किया जाता है, विश्लेषित पदार्थ के पूर्ण समस्थानिक अनुपात पर कुछ बाधाएं हैं। समस्थानिक-अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए | दोहरे-इनलेट और निरंतर प्रवाह द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री कच्चे समस्थानिक अनुपात में अनिश्चितता स्वीकार्य है क्योंकि नमूने समस्थानिक-अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के माध्यम से मापा जाता है | बहु-संग्रह और फिर मानकों के साथ सीधे तुलना की जाती है, प्रकाशित साहित्य में डेटा के सापेक्ष प्राथमिक विश्लेषित पदार्थ के लिए। इस प्रकरण में वास्तविक माप एक समस्थानिक अनुपात का होता है और तेजी से एक अनुपात या अनुपात में परिवर्तित हो जाता है इसलिए उच्च निर्धारण माप प्राप्त करने के लिए पूर्ण समस्थानिक अनुपात केवल न्यूनतम रूप से महत्वपूर्ण होता है। हालांकि, विश्लेषित पदार्थ के कच्चे समस्थानिक अनुपात में अनिश्चितता उन अनुप्रयोगों के लिए समस्याग्रस्त है जो बड़े पैमाने पर हल किए गए आयन बीम को सीधे मापते नहीं हैं। स्पेक्ट्रोस्कोपी या परमाणु चुंबकीय अनुनाद के माध्यम से समस्थानिक अनुपात के माप समस्थानिक की पूर्ण बहुतायत के प्रति संवेदनशील होते हैं और एक मानक के पूर्ण समस्थानिक अनुपात में अनिश्चितता माप निर्धारण को सीमित कर सकती है। यह संभव है कि इन तकनीकों का अंततः विश्लेषित पदार्थ के समस्थानिक अनुपात को परिष्कृत करने के लिए उपयोग किया जाएगा।

δ-तराजू दो एंकरिंग विश्लेषित पदार्थ के साथ

द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा समस्थानिक अनुपातों को मापने में कई चरण सम्मिलित हैं जिनमें नमूने क्रॉस संदूषण से गुजर सकते हैं। क्रॉस-संदूषण, जिसमें नमूना तैयार करने के समय, उपकरण वाल्वों के माध्यम से गैस का रिसाव, 'स्मृति प्रभाव' नामक घटना की सामान्य श्रेणी, और रिक्त स्थान की प्रारम्भआत सम्मिलित है ( नमूने के हिस्से के रूप में मापा गया विदेशी विश्लेषण)।[1]इन उपकरण-विशिष्ट प्रभावों के परिणामस्वरूप मापी गई δ मानों की सीमा मूल नमूनों में वास्तविक सीमा से कम हो सकती है। इस तरह के पैमाने संपीड़न के लिए सही करने के लिए शोधकर्ताओं ने दो समस्थानिक विश्लेषण पदार्थ (कोपलेन, 1988) को मापकर एक खिंचाव कारक की गणना की।[71] हाइड्रोजन प्रणाली के लिए दो विश्लेषित सामग्रियां सामान्यतः विएना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर और SLAP2 हैं, जहां δ है2</सुप>एचVSMOW2 = 0 और δ2</सुप>एचSLAP2 = -427.5 बनाम वियना स्टैंडर्ड मीन ओशन वाटर। यदि दो विश्लेषणों के बीच मापा गया अंतर 427.5‰ से कम है, तो सभी को मापा जाता है 2एच/1H अनुपातों को दो विश्लेषित सामग्रियों के बीच अंतर को अपेक्षाओं के अनुरूप लाने के लिए आवश्यक स्ट्रेचिंग कारक से गुणा किया जाता है। इस स्केलिंग के बाद, सभी मापा समस्थानिक अनुपातों में एक कारक जोड़ा जाता है जिससे कि विश्लेषित पदार्थ उनके परिभाषित समस्थानिक मूल्यों को प्राप्त कर सके।[1]कार्बन सिस्टम दो एंकरिंग विश्लेषित पदार्थ (कोप्लेन एट अल।, 2006ए; 2006बी) का भी उपयोग करता है।[20][21]


यह भी देखें

विश्लेषित

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