科研人員開發(fā)了一種使用可調(diào)諧紅外激光差分吸收光譜（TILDAS）的方法，能夠快速、高精度地測量二氧化碳中的團(tuán)簇同位素組成（Δ???），研究者使用兩個(gè)紅外激光器，分別在 2250.2 cm?1 和 2285.1 cm?1 波段，同時(shí)直接測量四種關(guān)鍵CO?同位素分子（626、636、628、638）的吸收光譜，從根本上避免了質(zhì)譜法中的同質(zhì)異位素干擾。實(shí)時(shí)分析吸收峰面積，通過計(jì)算 （[628]/[626]）與（[638]/[636]）的比值來推導(dǎo)反應(yīng)平衡常數(shù)K，并最終轉(zhuǎn)化為相對于工作參考?xì)獾摩???值。 

該方法在20分鐘的分析時(shí)間內(nèi)，可實(shí)現(xiàn) ±0.009‰ 的標(biāo)準(zhǔn)誤差，精度與頂尖的同位素比率質(zhì)譜（IRMS）相當(dāng)，但所需樣品量（15 μmol CO?）更少，分析速度更快。測量得到的Δ???值與基于熱力學(xué)理論計(jì)算的預(yù)測值呈現(xiàn)線性關(guān)系，證明了該方法的準(zhǔn)確性。Δ???的測量結(jié)果對樣品的整體同位素組成（δ13C和δ1?O）依賴性極弱，這意味著即使樣品與參考?xì)怏w的背景同位素值差異很大，也能獲得準(zhǔn)確的團(tuán)簇同位素?cái)?shù)據(jù)。經(jīng)過嚴(yán)格測試，確認(rèn)在氣體存儲、處理和進(jìn)樣過程中沒有引入顯著的同位素分餾，保證了分析結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。

上述研究中使用到的設(shè)備為TILDAS雙激光團(tuán)簇同位素測量系統(tǒng)，使用 36 米光程的多通池，體積約為 250 mL，配合高靈敏度 HgCdTe 探測器，采用自動(dòng)化氣體進(jìn)樣系統(tǒng)，包括電子閥、氣動(dòng)閥、臨界孔和壓力傳感器，確保氣體引入過程中無同位素分餾，利用 TDLWintel 軟件實(shí)時(shí)分析吸收光譜，計(jì)算各同位素的峰面積比，進(jìn)而推導(dǎo)出 Δ??? 值。

由澳作公司代理的Aerodyne碳酸鹽團(tuán)簇同位素測量系統(tǒng)快速、高精度測量二氧化碳團(tuán)簇同位素（Δ???）。該產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢如下：

·避免同質(zhì)異位素干擾：傳統(tǒng)的同位素比率質(zhì)譜法（IRMS）無法區(qū)分質(zhì)量數(shù)為47的兩種分子，碳酸鹽團(tuán)簇同位素測量系統(tǒng)直接測量分子的特定紅外吸收指紋，可以識別并定量目標(biāo)分子13C1?O1?O，不受其他同質(zhì)異位素分子的干擾，使測量更直接、更可靠。

·高精度測量：16min測量時(shí)間及少于1.6mg方解石樣本，Δ???精度可達(dá)0.01‰，堪比IRMS，在保持高精度的前提下，團(tuán)簇同位素測量系統(tǒng)所需的樣本量更少，分析速度更快，使得科學(xué)家能夠進(jìn)行高時(shí)間分辨率或高空間分辨率的研究，解鎖微量樣本分析。

·良好的準(zhǔn)確度：溫度的相關(guān)性1.028‰ vs 0.928 ‰，測量結(jié)果能夠跟蹤由溫度變化引起的團(tuán)簇同位素組成的變化，測量值與真實(shí)值高度一致，這種溫度相關(guān)性不受樣品初始來源的顯著影響，表明該溫度計(jì)具有廣泛的適用性。