温室効果ガスの同位体分析

大気中に存在する温室効果ガスは気候変動の主要因であり、自然界におけるこれらのガスの複雑な循環機構を解明することが不可欠です。同時に、これらのガスの人為的な放出量を推定することで、自然界へのその影響を抑えられるような戦略を開発する必要があります。大気中の温室効果ガスの同位体分析は、その起源を明らかにすることができる重要なツールです。iso FLOW GHGは、さまざまなマトリックス試料に由来する温室効果ガスの同位体分析を行うことができる完全自動コンティニュアスフロー型の前処理システムであり、気候科学にとって重要なシステムです。

iso FLOW GHGは、大気中に微量含まれるCO2、N2O、CH4の高精度同位体分析を可能にするために、低温前濃縮を採用しています。iso FLOW GHGの自動化された不要ガスの捕集機能とガスクロマトグラフィーにより、微量の温室効果ガスを他の大気成分から分離し、同位体分別を引き起こすことなく安定同位体比質量分析計に導入し、高感度で分析することが可能です。

iso FLOW GHGは大気中の微量温室効果ガスの分析だけでなく、地下水、地表水、海水中に含まれる硝酸イオンの同位体分析にも対応します。また、硝酸イオンをN2O化するための前処理方法を問いません。
脱窒法による前処理を行ったサンプルを分析する場合、VOC分離のためのGCカラムを別途追加するオプションの選択が可能です。
チタン還元法による前処理を行った場合、lyticOS® ソフトウェアスイートが分析後のデータ解析を自動処理するので煩雑なデータ解析時間を削減することができます。

iso FLOW GHG 製品の特長

ガス分離能力の向上

iso FLOW GHGは、300℃で焼き出しが可能なキャピラリーGCカラム2本を搭載可能。

高温炉

最大1,500℃の反応炉

*オプション扱い

様々なバイアルサイズに対応したオートサンプラー

セプタム栓で封入したバイアルサンプルの硝酸試料やガス試料をデュアルコアニードルで分析可能

全てのパラメータをソフトウェアで制御

lyticOS® ソフトウェアスイートで圧力、流量、バルブ、温度を制御し、リークチェックも自動化されており、装置との接触時間を最小限に抑えられます。

iso FLOW GHG greenhouse gas analyzer for IRMS with autosampler

iso FLOW GHG greenhouse gas analyzer for IRMS with furnace and autosampler

特長

サンプルガス種に対応したオプション

iso FLOW GHGは、ベンチトップ仕様でありながら様々な分析オプションを用意しています。大気中の微量温室効果ガス分析は、開閉弁付きの 100 ml フラスコを使用して行われますが、グローブバッグやレクチャーボトルからこれらの試料をより多く抽出・処理するためのは真空パージ機能付きの自動フラスコ交換システムを搭載することが可能です。また、セプタムで密封したバイアルサンプルのガスや硝酸塩のハイスループット分析のために、12 ml サンプルバイアルを220個、または 20 ml サンプルバイアルを70個オートサンプラートレイに搭載することが可能です。他のサイズのバイアルに対応するオートサンプラトレーは、弊社工場またはお客様自身でも簡単にカスタマイズすることができます。また、サンプルガスをガスタイトシリンジで直接注入するためのマニュアルインジェクターポートもオプションで選択可能です。

新しいメソッドのための革新的な機能

iso FLOW GHGは、研究者が新しいメソッドやアプリケーションのために装置をカスタマイズできる様々な機能を提供します。従来のシステムと比較して、この装置の大きな利点は、最高温度300 °Cの熱電対制御式のオーブンに30 mキャピラリーGCカラムを2本収容できることで、GCクロマトグラフィーによるガス分離をより一層向上させることができます。さらに、iso FLOW GHG反応炉は最高1,500 °Cまでの温度設定が可能であるため、研究者はサンプルの化学的特性を考慮して反応炉の温度を変えて様々な同位体分析を行うことができます。さらに、lyticOS® ソフトウェアスイートのオプションであるNICM開発ライセンスと組み合わせることで、iso FLOW GHGは研究者一人一人の要望に応じたユニークな分析システムを実現します。

完全自動化によるオペレーターの装置接触時間を最小化

iso FLOW GHGは完全自動化により、お客様の大切なサンプルの分析が大幅に簡素化されます。iso FLOW GHGは、電子制御式の流量・圧力コントローラーによりシステム全体のガス流量を正確に制御・供給します。これらはすべてlyticOS® ソフトウェアスイートで制御され、装置とオペレーターとの接触時間を大幅に短縮します。また、lyticOS® がハードウェアを完全に制御するので、装置の自動システムチェック、リークチェック、システム構成の変更を行うことができ、様々な経験レベルのオペレーターが装置をより速く、より簡単に操作できるようになりました。

革新的なオプションによるδ15N分析

iso FLOW GHGによる、従来は行われなかった液体窒素により濃縮されたガスと一緒にN2分析を行うことができます。例えば大気中N2Oのδ15Nおよびδ18O同位体分析を行う場合、オプションで大気中N2ガスのδ15Nも測定可能で、1つのサンプルから2つのガスの同位体情報を取得することが可能です。また、isoprime precisIONは、N2Oのδ15Nの位置別同位体分析を行うための専用ファラデーコレクターシステムにオプション対応しており、N2O生成に関わる生物学的発生経路の解析を行うことが可能です。

製品の詳細

iso FLOW GHGは、微量温室効果ガスの同位体分析を行うためのコンパクトなベンチトップ型の前処理装置であり、ケミカルトラップ、GCクロマトグラフィー、およびクライオフォーカスを用いてサンプルガスを精製・濃縮し、isoprime precisION同位体比質量分析計に導入することができます。

100ml フラスコサンプルの場合、分析の前に、ヘリウムキャリアガスを用いてフラスコ両端のを自動的にパージします。その後、サンプル容器をヘリウムでフラッシュし、ナフィオン膜を通過させてサンプルガスから水蒸気を除去します。その後N2O分析の場合、ケミカルトラップを通過させてCO2を除去、、CH4分析の場合はCOをCO2に酸化させてからN2O同様にケミカルトラップでCO2を除去し反応炉前段の低温トラップで不要なガスを捕集し、CH4のみ反応炉を通過しCH4をCO2化します。これらはその後、クライオトラップで不要なガスが捕集されることなく対象ガスのみを捕集・濃縮されます。さらにキャピラリーカラム径の配管のクライオトラップでもう一度捕集・濃縮し、最終的にisoprime precisION安定同位体比質量分析計（IRMS）へ導入されます。

研究に合わせた構成の選択

iso FLOW GHGは、お客様の研究目的に合わせた構成を選択することができます。最もシンプルな構成は、CO2とN2O分析用で100mlのサンプルフラスコやマニュアルインジェクションポートからサンプルを導入・分析する仕様です。このシステムにXYZオートサンプラーを付属させることで、デュアルコアニードルシステムを使用した、セプタム栓でシールされたバイアルサンプルの分析が可能になります。このユニークなニードルデザインにより、ヘリウムキャリアーガスでサンプルガスをパージするか、サンプル溶液をスパージしてバイアルから溶存ガスとヘッドスペースのN2Oガスを抽出し、精製・濃縮のためにiso FLOW GHGに導入することができます。

また、CH4ガスのδ13Cを分析するためにはオプションにより、クライオフォーカス前に大気中のCH4をCO2に燃焼させることができる高温反応炉を搭載することが可能です。

さらに、液体窒素の自動充填装置を使用することで、分析に必要なデュワー内の液体窒素量を長時間維持させることができるので大量のサンプルを一度に処理することが可能です。