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德國(guó)耶拿分析儀器有限公司

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從地球到月球,用技術(shù)突破探索宇宙的極限---如何實(shí)現(xiàn)“月壤”精準(zhǔn)分析?

閱讀:18      發(fā)布時(shí)間:2025-4-3
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揭秘德國(guó)耶拿儀器的“微克級(jí)”黑科技

 

月壤,作為人類(lèi)探索地外天體的珍貴樣本,每一克都承載著宇宙演化的秘密。在中國(guó)探月工程的新動(dòng)態(tài)中,嫦娥六號(hào)的月壤樣品首次向公眾展示并公開(kāi)申請(qǐng),標(biāo)志著我國(guó)在深空探索領(lǐng)域的又一重要里程碑,其珍貴程度堪比“星際鉆石”。2025年2月28日,國(guó)家航天局發(fā)布了嫦娥六號(hào)月球背面樣品的最新研究成果。

 

如何在如此微量的樣本中精準(zhǔn)分析成分、挖掘科學(xué)價(jià)值?德國(guó)耶拿公司憑借其儀器技術(shù),為月壤及類(lèi)似稀缺樣本的“無(wú)損高效分析”提供了解決方案。

 

一、月壤分析的三大挑戰(zhàn)

樣本量極微:月壤珍貴,需支持礦物組成、元素豐度、有機(jī)物檢測(cè)等多維度分析,傳統(tǒng)技術(shù)需多次消解且消耗量大。

成分復(fù)雜:月壤含硅酸鹽、金屬氧化物、微量重金屬及潛在有機(jī)物,基體干擾嚴(yán)重。

零污染要求:地球環(huán)境污染物可能掩蓋月壤原始信息,前處理環(huán)節(jié)需絕對(duì)潔凈。

 

二、德國(guó)耶拿的“微克級(jí)”技術(shù)突破

1. 固體直接進(jìn)樣技術(shù):無(wú)需消解,1毫克即可完成痕量重金屬檢測(cè)。

 

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傳統(tǒng)土壤分析需酸消解5-24小時(shí),消耗大量樣本并引入污染風(fēng)險(xiǎn)。耶拿原子吸收光譜儀采用固體直接進(jìn)樣技術(shù),樣品無(wú)需前處理,直接置于石墨爐中通過(guò)程序升溫完成檢測(cè),僅需µg-mg級(jí)樣本即可實(shí)現(xiàn)fg級(jí)(飛克級(jí))檢出限。該技術(shù)尤其適用于月壤中Pb、Cr、Cd等重金屬的痕量分析,避免酸試劑污染,保留樣品原始信息。

2. 燃燒氧化法TOC分析:3分鐘鎖定有機(jī)碳,破解月壤生命之謎。

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月壤中是否含有機(jī)碳是探索地外生命的關(guān)鍵。耶拿multi N/C系列總有機(jī)碳分析儀采用高溫燃燒氧化法,將樣本加熱至1300℃以上,直接釋放CO?并定量檢測(cè),3-4分鐘即可完成分析,所需樣本量?jī)H毫克級(jí)。其N(xiāo)DIR檢測(cè)器抗干擾性強(qiáng),即使面對(duì)月壤復(fù)雜基體,仍可精準(zhǔn)測(cè)定有機(jī)碳含量,靈敏度達(dá)0.05mg/L。

3. ICP-OES高分辨率多元素同步檢測(cè):一次進(jìn)樣,覆蓋70種元素

針對(duì)月壤中硅、鐵、鈦等主量元素及稀有金屬的同步分析,耶拿PlasmaQuant 9100高分辨率ICP-OES以高分辨率,高靈敏度“寬動(dòng)態(tài)范圍”著稱(chēng)。其優(yōu)異的光學(xué)系統(tǒng)可同時(shí)檢測(cè)μg/L至百分含量級(jí)的元素,搭配微波消解技術(shù),單次消解即可完成Cd、Cr、Cu、Ni、Pb等70余種元素的測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%,解決月壤多元素分析的效率與精度矛盾。

4. LA-ICP-MS:實(shí)現(xiàn)月壤原位微區(qū)分析。

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月壤樣本成分復(fù)雜、元素含量極低且同位素干擾顯著,對(duì)分析技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。德國(guó)耶拿公司的PlasmaQuant MS系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS),以超高靈敏度、精準(zhǔn)干擾消除與穩(wěn)定性,為月壤分析助力。ICP-MS與激光剝蝕技術(shù)聯(lián)用(LA-ICP-MS)),實(shí)現(xiàn)月壤原位微區(qū)分析,避免消解步驟,保留礦物結(jié)構(gòu)信息,助力月巖成因研究。

 

總結(jié):

月壤,是人類(lèi)叩問(wèn)宇宙的“鑰匙”,而德國(guó)耶拿的分析技術(shù),正是解讀這把鑰匙的“密碼本”。從地球土壤普查到月球樣本解析,耶拿以技術(shù)創(chuàng)新不斷突破檢測(cè)極限,為人類(lèi)探索星辰大海提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

 

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