05.06.2020 Kategorie: News Elementar

Customer Spotlight: Universität von South Carolina

Die Universität von South Carolina nutzt ein speziell konfiguriertes isoprime precisION IRMS, um ihre ozeanographische Forschung voranzutreiben


Dr. Annie Bourbonnais

Dr. Annie Bourbonnais

Labor der University von South Carolina, ausgestattet mit einem isoprime precisION IRMS

Isotopenverhältnis-Massenspektrometer isoprime precisION, ausgestattet mit 10 Kollektoren für die Analyse von 14N/15N (N2 oder N2O), 12C/13C (CO2 oder CO) und 16O/18O (N2O, CO2, O2 oder CO) sowie für die Bestimmung von N2, O2, Ar-Ratiometrie und N2O-Isotopomeren. Für die Gasanalyse von gelöstem O2, N2 und Ar werden 6 Kollektoren für den gleichzeitigen Nachweis der Massen 28, 29, 32, 33, 34 und 40 verwendet. Für die N2O-Analyse werden 5 Kollektoren für die gleichzeitige Bestimmung der Massen 30, 31 (für das NO-Fragment) und 44, 45 und 46 (für das N2O-Fragment) verwendet. Dieses System ist mit einem PAL-Autosampler und einem kundenspezifischen Online-Gasextraktions- und Spülsystem (für die N2O-Analyse) ausgestattet, das unter Verwendung des Novel Inlet Control Modules (NICM) entwickelt wurde.

Logo der University von South Carolina

Dr. Annie Bourbonnais ist Assistenzprofessorin an der School of the Earth, Ocean & Environment der Universität von South Carolina und erforscht die biogeochemischen ozeanographischen Prozesse, die das Klima beeinflussen. Ihre Arbeit konzentriert sich insbesondere auf den Kreislauf von Stickstoff (N) - ein wesentlicher Nährstoff für alle Organismen, der die Primärproduktion im größten Teil des Ozeans begrenzt - und beinhaltet oft die Betreuung von Studenten bei ihren Laborversuchen, während sie gleichzeitig ihre eigenen Geräte und Forschungsprojekte betreut.

Zur Durchführung dieser Forschungsprojekte nutzt das Team von Dr. Bourbonnais die stabilen Isotopenverhältnisse reaktiver N-Pools als primäres Werkzeug und Tracer zur Untersuchung von N-Transformationen in verschiedenen Meeresumgebungen. Die Untersuchung der gekoppelten (δ15N und δ18O) Isotopenzusammensetzungen von Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-) oder N2O ist besonders wichtig, da O- und N-Atome während des biologischen Verbrauchs und der Produktion unterschiedlich beeinflusst werden. Dadurch können gleichzeitig ablaufende Stickstoffprozesse in ozeanischen Umgebungen entflochten werden. N2O-Isotopomere, die intramolekulare Verteilung von N im N2O-Molekül, werden ebenfalls analysiert, um Quell- und Senkenterme von Stickstoff zu ermitteln.

Um diese Arbeit zu erleichtern, erwarben Dr. Bourbonnais und ihr Team ein isoprime precisION Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS) von Elementar, das mit einer speziell angefertigten 11-Faraday-Kollektoranordnung zur Erfassung stabiler Distickstoffoxid (Lachgas) Isotope und Isotopomere ausgestattet ist. Das Detektorarray ermöglicht auch die gleichzeitige Isotopenanalyse aller gemeinsamen Komponenten der Atmosphäre (O2, N2 und Ar). Das isoprime precisION IRMS wurde mit einem Novel Inlet Control Module (NICM) ausgestattet, das es Dr. Bourbonnais ermöglicht, auf einfache Weise ein einzigartiges, individuell konfiguriertes Inletsystem zu entwickeln. Das Labor hat auch in einen vario PYRO cube® Elementaranalysator und in einen vario LIQUID Sampler (VLS) investiert, um die analytischen Möglichkeiten des Labors zu erweitern.

Die Universität von South Carolina hat die Geräte zur Messung der Isotopenzusammensetzung (δ15N) von gelöstem organischem Stickstoff (DON) in Oberflächengewässern des ostkanadischen arktischen Archipels vor Grönland eingesetzt, einer potenziell bedeutenden Nährstoffquelle für Primärproduzenten in einer klimaempfindlichen Region. In naher Zukunft planen die Forscher den Einsatz der Geräte zur Messung von Stickstoffisotopen in Wasserproben von zwei Seen in South Carolina, um die Dynamik des Stickstoffkreislaufs im Zusammenhang mit schädlichen Algenblüten zu untersuchen.

Ausschlaggebend für die Entscheidung, das System von Elementar zu kaufen, war das Ausmaß, in dem das isoprime precisION angepasst werden kann. Das Labor von Dr. Bourbonnais plant die Analyse von ca. 1.500 Proben pro Jahr unter Verwendung ihres einzigartigen N2O Purge and Trap Systems, das mit Hilfe von Elementar’s Novel Inlet Control Module (NICM) entwickelt wurde. NICM ist ein Entwickler-Toolkit, das eine kundenspezifische Steuerung von Hardwarekomponenten wie Magneten, Probenschleifenventilen, Thermoelementen, Relais und Schrittmotoren in der ionOS® Software ermöglicht. Dank der einzigartigen grafischen Schnittstelle des Methodendesigners war die Entwicklung dieses einzigartigen Systems sehr unkompliziert.

„Das Novel Inlet Control Module (NICM) war maßgeblich an der Entwicklung meines speziell angepassten N2O Purge and Trap Systems beteiligt, das über eine Schnittstelle mit meinem IRMS verbunden ist. Mit dem NICM konnten die verschiedenen Komponenten meines Systems mühelos miteinander verbunden werden, wobei nur grundlegende Kenntnisse der Elektronik oder Programmierung erforderlich waren. Die ionOS Software ist auch benutzerfreundlich.”

Dieses hochgradig individualisierte System stellt sicher, dass das Labor von Dr. Bourbonnais in der Lage ist, an der Spitze ihres Forschungsgebietes zu arbeiten. Es wird erwartet, dass das System für die School of the Earth, Ocean & Environment von großem Nutzen sein wird, während gleichzeitig verschiedene Kooperationen mit chemischen, biologischen und physikalischen Ozeanographen sowie mit Fakultätsmitgliedern anderer Abteilungen und Universitäten unterstützt werden.

In ihrem Kommentar zu ihren Erfahrungen mit den Systemen von Elementar sagte Dr. Bourbonnnais:

„Ich habe im Laufe der Jahre die beiden führenden Marken für IRMS-Systeme, Thermo Finnigan und Elementar, verwendet. Ich bevorzuge die Arbeit mit den Geräten von Elementar wegen des starken Kundensupports, der geboten wird; die Servicetechniker von Elementar waren immer sehr aufgeschlossen gegenüber meine zahlreichen technischen Fragen, wie ich mein individuell konfiguriertes System am besten einrichten kann.”

„Ich werde sicherlich in Zukunft wieder bei ihnen kaufen, wenn ich ein weiteres IRMS oder einen Elementaranalysator benötige.”

 

Über die School of the Earth, Ocean & Environment der Universität von South Carolina
Die Universität von South Carolina ist eine führende öffentliche Forschungsuniversität in den USA und blickt auf über 200 Jahre akademische Führerschaft zurück. Ihre School of the Earth, Ocean & Environment widmet sich durch ihre Forschungsarbeit der Förderung des Verständnisses der Mensch-Umwelt-Beziehungen. Mehr als 40 Wissenschaftler sind an der Fakultät beschäftigt.

Installierte Geräte:

isoprime precisION Isotopenverhältnis-Massenspektrometer
Novel Inlet Control Module (NICM)
vario PYRO cube®
vario LIQUID sampler (VLS)

Adresse:

701 Sumter Street,
EWS 617,
Columbia
SC 29208

Kontakt:

E-Mail: abourbonnais@seoe.sc.edu
Website: www.abourbonnais.com