967 resultados para laser ablation inductively coupled mass spectrometry


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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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Pulse repetition rates and the number of laser pulses are among the most important parameters that do affect the analysis of solid materials by laser induced breakdown spectroscopy, and the knowledge of their effects is of fundamental importance for suggesting analytical strategies when dealing with laser ablation processes of polymers. In this contribution, the influence of these parameters in the ablated mass and in the features of craters was evaluated in polypropylene and high density polyethylene plates containing pigment-based PbCrO4. Surface characterization and craters profile were carried out by perfilometry and scanning electron microscopy. Area, volume and profile of craters were obtained using Taylor Map software. A laser induced breakdown spectroscopy system consisted of a Q-Switched Nd:YAG laser (1064 nm, 5 ns) and an Echelle spectrometer equipped with ICCD detector were used. The evaluated operating conditions consisted of 10, 25 and 50 laser pulses at 1, 5 and 10 Hz, 250 mJ/pulse (85 J cm(-2)), 2 mu s delay time and 6 mu s integration time gate. Differences in the topographical features among craters of both polymers were observed. The decrease in the repetition rate resulted in irregular craters and formation of edges, especially in polypropylene sample. The differences in the topographical features and ablated masses were attributed to the influence of the degree of crystallinity, crystalline melting temperature and glass transition temperature in the ablation process of the high density polyethylene and polypropylene. It was also observed that the intensities of chromium and lead emission signals obtained at 10 Hz were two times higher than at 5 Hz by keeping the number of laser pulses constant. (C) 2011 Elsevier B. V. All rights reserved.

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A variety of seemingly unrelated processes, such as core-mantle interaction, desulfurization, and direct precipitation from a silicate melt have been proposed to explain the formation of Ru-Os-Ir alloys (here referred to as osmiridiums) found in terrestrial mantle rocks. However, no consensus has yet been reached on how these important micrometer-sized phases form. In this paper we report the results of an experimental study on the solubilities of Ru, Os and Ir in sulfide melts (or mattes) as a function of alloy composition at 1300 degrees C. Considering the low solubilities of Ru, Os, and Ir in silicate melts, coupled with their high matte/silicate-melt partition coefficients, our results indicate that these elements concentrate initially at the ppm level in a matte phase in the mantle source region. During partial melting, the extraction of sulfur into silicate melt leads to a decrease in fS(2) that triggers the exsolution of osmiridiums from the refractory matte in the residue. The newly formed osmiridiums may persist in the terrestrial mantle for periods exceeding billions of years. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Determination of chlorine using the molecular absorption of aluminum mono-chloride (AlCl) at the 261.418 nm wavelength was accomplished by high-resolution continuum source molecular absorption spectrometry using a transversely heated graphite tube furnace with an integrated platform. For the analysis. 10 mu L of the sample followed by 10 mu L of a solution containing Al-Ag-Sr modifier, (1 g L-1 each), were directly injected onto the platform. A spectral interference due to the use of Al-Ag-Sr as mixed modifier was easily corrected by the least-squares algorithm present in the spectrometer software. The pyrolysis and vaporization temperatures were 500 degrees C and 2200 degrees C, respectively. To evaluate the feasibility of a simple procedure for the determination of chlorine in food samples present in our daily lives, two different digestion methods were applied, namely (A) an acid digestion method using HNO3 only at room temperature, and (B) a digestion method with Ag, HNO3 and H2O2, where chlorine is precipitated as a low-solubility salt (AgCl), which is then dissolved with ammonia solution. The experimental results obtained with method B were in good agreement with the certified values and demonstrated that the proposed method is more accurate than method A. This is because the formation of silver chloride prevented analyte losses by volatilization. The limit of detection (LOD, 3 sigma/s) for Cl in methods A and B was 18 mu g g(-1) and 9 mu g g(-1), respectively, 1.7 and 3.3 times lower compared to published work using inductively coupled plasma optical emission spectrometry, and absolute LODs were 2.4 and 1.2 ng, respectively. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Chemical abrasion was carried out on zircons grains of the Temora II standard for U-Pb dating prior to analyses using in situ Laser Ablation-MultiCollector Ion Coupled Plasma Mass Spectrometer (LA-ICPMS) followed by the Isotope Dissolution Thermal Ionization Mass Spectrometer (ID-TIMS) method. The proposed methodology was herein applied in order to reduce primarily the effects of secondary Pb loss, the presence of common lead and/or silicate impurities. Nine Temora II zircon grains were analyzed by the laser ablation method yielding an age of 418.3±4.3 Ma. Zircon grains of a same population were separated for chemical abrasion before dissolution and mass spectrometry analyses. Six fractions of them were separated for isotope dissolution using 235U-205Pb mixed spike after we have checked and assured the laboratory conditions of low blank values for total Pb of less than 2 pg/g. The obtained U-Pb zircon age by the ID-TIMS method was 415.7±1.8 Ma (error 0.43 %) based on four successful determinations. The results are consistent with the published ages for the Temora diorite (Temora I â 416.75±1.3 Ma; Temora II â 416.78±0.33 Ma) and established as 416±0.33 Ma. The technique is thus recommended for high precision U-Pb zircon analyses (error < 1 %), mainly for high resolution stratigraphic studies of Phanerozoic sequences.

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n this work, three Cypraea species (C. talpa, C. tigris and C. zebra) were exhaustively studied. The shells have been separated in the structural layers. The mineralogy, ultra- and micro-structure of each layer were analyzed by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffractometry (XRD) and Raman Spectroscopy (RS). The presence of biologically relevant trace metals (Mn, Co, Fe, Zn, Cr, etc.) has been investigated using Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS) as detection tool. A new method has been developed and optimized to extract and analyze the soluble organic matrix (SOM) of the shell. Although the molecular nature of the SOM is not really known, it contains at least large protein fraction, if not only consists of proteins. The extracted matrices were compared between layers and species using Size Exclusion High Performance Liquid Chromatography coupled with Ultra Violet Spectrometry (SE-HPLC-UV), Gel electrophoresis (GE) and protein quantification tests. For the first time to our knowledge the association of trace elements to the protein in the SOM of the shell was studied using hyphenated on line as well as combined off line techniques and validated through inter-comparison tests between the different methods applied. Interesting correlations between the trace element concentration, the microstructure and the protein content were directly and indirectly detected. The metals Cu, Ni, Co and Zn have shown to bind to the SOM extracted from C. talpa, C. tigris and C. zebra shells. Within the conclusions of this work it was demonstrated that these protein-metal-complexes (or metal containing proteins) change from one layer to the other and are different between the three snails analyzed. In addition, the complexes are clearly related only to certain protein fractions of the SOM, and not to the whole SOM observed. These fractions and show not to be very metal-specific (i.e. some of these fractions bind two or three different metals).

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Lava aus der quartären Vulkanregion der Eifel wurde in römischer Zeit großmaßstäblich abgebaut, um daraus Mühlsteine hoher Qualität herzustellen, die in großen Mengen in weite Teile des Römischen Reiches exportiert wurden. Somit erweisen sich diese Mühlsteine als ideale Indikatoren für Handelsgebiete und –wege dieser Zeit. Für eine erfolgreiche Herkunftsanalyse von Fundstücken ist eine genaue Charakterisierung der infrage kommenden Rohstoffe die unbedingte Voraussetzung. Aus diesem Grund konzentriert sich diese Arbeit auf die geochemische Definition der 16 bekannten römischen „Basalt“-Abbaustellen in den Vulkanfeldern der Ost- und Westeifel, mit dem vorrangigen Ziel, eine möglichste eindeutige Charakterisierung der einzelnen Abbaustellen zu erreichen. Auf dieser Basis wird eine Vorgehensweise zur folgenden Provenienzanalyse der Mühlsteine entwickelt. Um die geochemische Variabilität der Laven zu erfassen wurden die Abbaustellen großflächig beprobt. Die Proben wurden zunächst petrographisch bestimmt und der Phasenbestand mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) untersucht. Die Haupt- und Spurenelement-Zusammensetzung wurde anhand von Röntgenfluoreszenzanalysen und Laser-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (LA-ICP-MS) ermittelt, die Sr-Nd-Pb-Isotopie ausgewählter Proben mittels Thermo-Ionen-Massenspektrometrie (TIMS). Es zeigte sich, dass auf Grundlage der Haupt- und Spurenelementzusammensetzung, gemessen mit RFA, eine Abgrenzung der Abbaustellen zueinander mittels einer Kombination aus geochemischer Diskriminierung mit Cluster- und Diskriminanzanalysen gelingt. Die anschließende Provenienzanalyse der Mühlsteinfundstücke erfolgt analog zur Charakterisierung der Abbaustellen. Im ersten Schritt wird eine geochemische Zuordnung des Fundstücks vorgenommen, um zu überprüfen, ob eine Eifeler Herkunft überhaupt in Frage kommt. Lässt der geochemische Vergleich mit den Referenzdaten aus dem Gelände eine Eifeler Herkunft zu, kommt im zweiten Schritt die Clusteranalyse zum Einsatz. Hier wird auf multivariater Ebene geprüft, ob das Fundstück einer Eifeler Abbaustelle oder einem Cluster von Eifeler Abbaustellen zugeordnet werden kann. Bei einer positiven Zuordnung wird ergänzend als dritter Schritt die Diskriminanzanalyse angewendet, anhand der das Mühlstein-Fundstück einer Abbaustelle mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird. Bei 68 analysierten Mühlsteinen aus verschiedenen Regionen Mitteleuropas konnte so für 49 Fundstücke eine Eifeler Provenienz festgestellt werden. Alle römischen Eifeler Mühlsteine entstammen dem Bellerberg bei Mayen, ein mittelalterliches Stück aus dem Niedermendiger Lavastrom. Die Zuordnung der übrigen 19 Mühlsteine zu anderen möglichen Abbaugebieten erfolgt anhand geochemischer Daten aus der Literatur. Aufgrund der unzureichenden Datenlage sind im Falle dieser Proben jedoch im Gegensatz zur Lavastrom-genauen Zuordnung der Eifeler Mühlen lediglich Vermutungen über die Herkunftsregionen möglich. Damit zeigt sich, dass eine ausführliche Referenzdatenbank der in Frage kommenden Rohstoffe die erforderliche Basis für erfolgreiche Provenienzanalysen ist. Die Möglichkeit der genauen Zuordnungen von Mühlsteinen zu den Eifeler Abbaustellen belegt, dass die Verbindung von geochemischer Auswertung mit Cluster- und Diskriminanzanalysen ein hilfreiches Verfahren zur Provenienzanalyse darstellt.

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Mehr als hundert Jahre archäologischer Forschung haben gezeigt, dass in Mayen in römischer und mittelalterlicher Zeit eines der wichtigsten europäischen Produktionszentren für die Herstellung qualitätsvoller Gebrauchskeramik bestand. Im Rahmen dieser Studie wurden vier Befundkomplexe aus Töpfereisiedlungen vom 4. bis in das 14. Jahrhundert untersucht. Genauer handelt es sich um Keramik aus zwei spätantiken Brennanlagen des 4. Jahrhunderts im Bereich der Flur „Auf der Eich“ an den Straßen „Am Sonnenhang“ und „Frankenstraße“. Weiterhin konnte Material aus zwei Töpferofenfüllungen des 5. bis 9. Jahrhunderts analysiert werden, das 1975 auf dem Grundstück 55 an der „Siegfriedstraße“ in Brennanlagen entdeckt wurde. Hinzu kam Brenngut aus elf Töpferöfen des späten 8. bis 14. Jahrhunderts, welches in den so genannten „Burggärten“ der Genovevaburg von Mayen in den Jahren 1986/87 durch die archäologische Denkmalpflege in Koblenz geborgen wurde. Die mineralogischen Untersuchungen zur Charakterisierung der „Mayener Keramik“ wurden systematisch an den Keramikmaterialien aus diesen Fundstellen durchgeführt. Mittelalterliche Keramik aus Bornheim-Walberberg, Brühl-Eckdorf, Höhr-Grenzhausen, Langerwehe, Frechen, Brühl-Pingsdorf, Paffrath, Raeren, Ratingen-Breitscheid, Siegburg-Seehofstraße, Siegburg-Scherbenhügel, Fredelsloh und Brühl-Badorf konnte für diese Arbeit als Referenzmaterialien ebenfalls untersucht werden. Provenienzanalysen wurden an Keramikproben aus 27 Fundorten, die makroskopisch nach Mayener Ware aussehen, mit mineralogischen Methoden durchgeführt, um sie der Fundregion Mayen eindeutig zuordnen zu können.rnPhasenanalyse, chemische Analyse und thermische Analyse wurden an Keramik sowie Ton durchgeführt. Die Phasenanalyse wurde zur Bestimmung der mineralischen Zusammensetzung von Grundmasse und Magerungsmittel (Röntgendiffraktometrie (XRD), Polarisationsmikroskop, Mikro-Raman-Spektroskopie) verwendet. Die chemische Zusammensetzung wurde durch Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) ermittelt. Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) und Laser-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (LA-ICP-MS) wurden bei den Proben, bei denen weniger als 2g Material zur Verfügung standen, eingesetzt. Brennexperimente wurden am originalen Rohstoff der Keramik aus den „Burggärten“ der Genovevaburg durchgeführt. Gebrannter Ton wurde durch Röntgendiffraktometrie (XRD), Infrarotspektroskopie (IR) und Differential-Thermoanalyse (DTA) analysiert. rnAnhand der Messergebnisse lässt sich die Mayener Keramik aus den vier Fundplätzen in zwei Typen zusammenzufassen: der mit Feldspat-reichem Sand gemagerte römische Typ und der mit Quarz-reichem Sand gemagerte mittelalterliche Typ. Die Änderung des Magerungsmittels von Feldspat- zu Quarzsand weist eine technische Entwicklung zu höheren Brenntemperaturen von der Römerzeit bis in das Mittelalter nach. Nach der Untersuchung und dem Vergleich mit den Referenzkeramikgruppen ist festzustellen, dass durch multivariate Statistikanalysen der chemischen Komponenten die Charakterisierung der Keramik und eine Differenzierung zwischen den Keramikgruppen gelingt. Diese Erkenntnisse bildeten die Basis für Provenienzanalysen. 16 Fundorte können durch Provenienzanalyse sicher als Exportregionen der Mayener Ware festgestellt werden. Gemäß den Brennexperimenten lassen sich die chemischen Reaktionen während des Brandprozesses nachvollziehen. Zwei Methoden wurden mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) und Differential-Thermoanalyse (DTA) zur Bestimmung der Brenntemperaturen der Keramik modelliert. Die Töpferöfen der „Burggärten“ können nach der Brenntemperatur in zwei Typen zusammengefasst werden: solche mit einer Brenntemperatur unter 1050°C und solche mit einer Brenntemperatur über 1050°C.rn

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In der vorliegenden Arbeit wurde der Nachweis des Isotops Np-237 mit Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) entwickelt und optimiert. Bei RIMS werden Probenatome mehrstufig-resonant mit Laserstrahlung angeregt, ionisiert und anschließend massenspektrometrisch nachgewiesen. Die Bestimmung geeigneter Energiezustände für die Anregung und Ionisation von Np-237 erfolgte durch Resonanzionisationsspektroskopie (RIS), wobei über 300 bisher unbekannte Energieniveaus und autoionisierende Zustände von Np-237 identifiziert wurden. Mit in-source-RIMS wird für das Isotop eine Nachweisgrenze von 9E+5 Atome erreicht. rnrnDie Mobilität von Np in der Umwelt hängt stark von seiner Elementspeziation ab. Für Sicherheitsanalysen potentieller Endlagerstandorte werden daher Methoden benötigt, die Aussagen über die unter verschiedenen Bedingungen vorliegenden Neptuniumspezies ermöglichen. Hierzu wurde eine online-Kopplung aus Kapillarelektrophorese (CE) und ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) genutzt, mit der die Np-Redoxspezies Np(IV) und Np(V) noch bei einer Konzentrationen von 1E-9 mol/L selektiv nachgewiesen werden können. Das Verfahren wurde eingesetzt, um die Wechselwirkung des Elements mit Opalinuston unter verschiedenen Bedingungen zu untersuchen. Dabei konnte gezeigt werden, dass bei Gegenwart von Fe(II) Np(V) zu Np(IV) reduziert wird und dieses am Tongestein sorbiert. Dies führt insgesamt zu einer deutlich erhöhten Sorption des Np am Ton.

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Sarcya 1 dive explored a previously unknown 12 My old submerged volcano, labelled Cornacya. A well developed fracturation is characterised by the following directions: N 170 to N-S, N 20 to N 40, N 90 to N 120, N 50 to N 70, which corresponds to the fracturation pattern of the Sardinian margin. The sampled lavas exhibit features of shoshonitic suites of intermediate composition and include amphibole-and mica-bearing lamprophyric xenoliths which are geochemically similar to Ti-poor lamproites. Mica compositions reflect chemical exchanges between the lamprophyre and its shoshonitic host rock suggesting their simultaneous emplacement. Nd compositions of the Cornacya K-rich suite indicate that continental crust was largely involved in the genesis of these rocks. The spatial association of the lamprophyre with the shoshonitic rocks is geochemically similar to K-rich and TiO2-poor igneous suites, emplaced in post-collisional settings. Among shoshonitic rocks, sample SAR 1-01 has been dated at 12.6±0.3 My using the 40Ar/39Ar method with a laser microprobe on single grains. The age of the Cornacya shoshonitic suite is similar to that of the Sisco lamprophyre from Corsica, which similarly is located on the western margin of the Tyrrhenian Sea. Thus, the Cornacya shoshonitic rocks and their lamprophyric xenolith and the Sisco lamprophyre could represent post-collisional suites emplaced during the lithospheric extension of the Corsica-Sardinia block, just after its rotation and before the Tyrrhenian sea opening. Drilling on the Sardinia margin (ODP Leg 107) shows that the upper levels of the present day margin (Hole 654) suffered tectonic subsidence before the lower part (Hole 652). The structure of this lower part is interpreted as the result of an eastward migration of the extension during Late Miocene and Early Pliocene times. Data of Cornacya volcano are in good agreement with this model and provide good chronological constraints for the beginning of the phenomenon.

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To improve quantitative interpretation of ice core aeolian dust records a systematic methodical comparison has been made involving methods of water-insoluble particle counting (Coulter Counter and laser-sensing particle detector), soluble ions (ion chromatography, IC, and continuous flow analysis, CFA), elemental analysis (inductively coupled plasma mass spectroscopy, ICP-MS, at pH 1 and after full acid digestion), and water-insoluble elemental analysis (proton induced X-ray emission, PIXE). Ice core samples covering the last deglaciation have been used from the EPICA Dome C (EDC) and the EPICA Dronning Maud Land (EDML) ice cores. All methods correlate very well amongst each other. The ratios of glacial age concentrations to Holocene concentrations, which are typically a factor ~100, differ significantly between the methods, but differences are limited to a factor < 2 for most methods with insoluble particles showing the largest change. The recovery of ICP-MS measurements depends on the digestion method and is different for different elements and during different climatic periods. EDC and EDML samples have similar dust composition, which suggests a common dust source or a common mixture of sources for the two sites. The analysed samples further reveal a change of dust composition during the last deglaciation.

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Relatively little is known in detail about the locations of the early Pleistocene ice-sheets responsible for ice-rafted debris (IRD) inputs to the sub-polar North Atlantic Ocean during intensification of northern hemisphere glaciation (iNHG). To shed new light on this problem, we present the first combined in-depth analysis of IRD flux and geochemical provenance of individual sand-sized IRD deposited in the sub-polar North Atlantic Ocean during the earliest large amplitude Pleistocene glacial, marine isotope stage (MIS) 100 (~2.52 Ma), arguably the key glacial during iNHG. IRD provenance is assessed using laser ablation lead (Pb) isotope analyses of single feldspar grains. We find that the Pb-isotope composition (206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb) of individual ice-rafted (>150 µm) feldspars deposited at DSDP Site 611A, ODP Site 981 and IODP Site U1308 during MIS 100 records a shift from predominantly Archaean-aged circum-North Atlantic Ocean continental sources during early glacial ice-rafting events to dominantly Palaeozoic and Proterozoic-aged sources during full glacial conditions. The distribution of feldspars in Pb-Pb space for full glacial MIS 100 more closely resembles that documented for feldspars deposited at the centre of the last glacial IRD belt (at IODP/DSDP Site U1308/609) during ambient (non-Heinrich-event) ice-rafting episodes of MIS 2 (~23.8 ka) than that documented for MIS 5d (~106 ka). Comparison of our early Pleistocene and last glacial cycle datasets suggests that MIS 100 was characterised by abundant iceberg calving from large ice-sheets on multiple continents in the high northern latitudes (not just on Greenland).

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ODP Site 1237 and sediment core RRV9702a-69PC were investigated for siliciclastic grain-size distributions and changes in geochemical composition to reconstruct southeast trade-wind variability during the past 5 Ma. Because both, working and archive halves of all ODP Site 1237 cores were completely depleted between 3.3 and 8.1 meters composite depths, (mcd), the corresponding sections of pre-site survey core RRV9702A-69PC were sampled and investigated to fill the gap.