普瑞亿科：温室气体分析仪和碳计量方案提供商

碳-14是碳元素的一种具放射性的同位素，由于具有放射性，可以被检测出来，因此常常作为标记物，利用放射性探测技术来追踪。放射性碳同位素测量技术被广泛应用于考古学、地质学、食品科学、大气环境科学等领域。

¹⁴C测定应用广泛，但在测量的过程中有两个难点：

01 测量设备

目前，加速器质谱法（AMS）是高精度放射性碳测量的主要参考技术，但AMS设备体积庞大，购置成本和运行成本高昂，限制了该技术的应用普及范围。

02 样品制备

在大气¹⁴C测定时，我们无法直接测试¹⁴C，需要对大气进行采集和纯化之后再测量，样品制备过程中带来的干扰可能性更高，容易造成误差。

针对¹⁴C测定的两大痛点，今天为大家提供一整套解决方案——EA-SCAR ¹⁴C同位素在线测量系统，该系统实现了在实验室用更简单、更高性价比的方法测量放射性碳。

EA-SCAR ¹⁴C同位素测量系统是基于中红外分布反馈量子级联激光饱和吸收腔衰荡（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down）技术，通过前端收集和纯化单元获得高纯 CO₂ , 并输送至 ¹⁴CO₂ 分析仪进行同位素在线分析。而便携式大气 CO₂ 捕获装置能方便客户外出采样，并将获得的样品带回实验室分析。

相对传统的加速质谱仪（AMS），EA-SCAR ¹⁴C同位素测量系统能以更高的测量频率和更低廉的成本量化化石燃料对大气碳质组分的贡献，可以促进建立全国或重点区域的¹⁴CO₂ 观测网络，可以更好服务“双碳”目标。

整套设备由两部分组成：1、SCAR ¹⁴C桌面型分析仪；2、ECS 8020 CHNS/O元素分析仪或 ECS 8070大气CO₂捕获和纯化系统。

饱和吸收腔衰荡

（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down）

¹⁴C SCAR仪器分析样品燃烧产生的二氧化碳气体，并通过测量¹⁴CO₂分子的给定分子跃迁的光谱面积来检索¹⁴C的浓度。如果样本取自现代生物，测得的¹⁴C浓度将接近所谓的自然丰度或现代碳（MC）浓度。这相当于100%的现代碳，即100pMC。对只含有化石碳的样品进行类似的测量将不会显示任何与¹⁴CO₂转变相对应的信号，因为不存在¹⁴C：即0pMC。

因此，直接测量任何落在0pMC - 100pMC范围内的分析材料的生物基碳含量。

长时间平均测量不仅有助于提高精度，而且有助于研究该技术的可重复性。下面给出了我们的样机所得到的结果，如下表所示：

使用¹⁴C作为生物标记物已被证明是有效和可靠的，具有高分析选择性，因为不需要样品的先验信息。如今，只有两种成熟的技术，加速器质谱（AMS）和液体闪烁计数（LSC），也可以依靠直接评估¹⁴C含量来测量任何种类燃料中的生物成分。特别是，AMS可以在测量不同燃料混合物的生物含量时获得不确定度值，测量液体的不确定度为0.3%至1%，测量气体的不确定度为0.7-4.5%。LSC在测量液体燃料的生物含量时可以达到0.2-4%的不确定度值，LSC不能用于气相样品。

燃料样本比较

我们在上面展示了六个样品的分析结果，即HEFA航空燃料与Jet A-1化石燃料和热解生物质中提取的生物油的混合物，以证明SCAR技术在测定燃料混合物中生物组分方面所取得的准确性。采用AMS作为主要验证方法，采用直接质量混合比(MMR)作为独立交叉检验方法，进行了准确度评估。为了验证SCAR技术的准确性，将Neste公司提供的航空电子燃料混合物AFB_1, AFB_2和瑞典RISE研究所提供的升级热解生物油uPBO_1, uPBO_2的¹⁴C含量与AMS结果进行了比较。然后，通过精确测量的质量比混合制备固定生物/化石成分的航空电子燃料混合物AFB_3和AFB_4(由CSV-AM: Centro Sperimentale di Volo, Aeronautica Militare提供)，使用SCAR技术进行分析。

为了获得每个样品中¹⁴C含量的估计值，必须通过将其与标准参考物质进行比较来进行相对测量。选用国家标准技术研究院（SRM 4990C）提供的碳质量含量为19%、¹⁴C含量为134.07pMC的草酸二水合物（C₂H₂O₄·2H₂O）作为AFB_1、AFB_2、uPBO_1和uPBO_2样品的参比物，按照已建立的AMS测量方案进行测定。

SCAR ¹⁴C分析仪可与ECS 8020或ECS 8070连接使用，组成性能完备的EA-SCAR测量系统，用于固体或气体样品的同位素分析——

ECS 8020是基于杜马分析法对有机元素进行分析，可同时测出碳氢氮硫/氧元素。该仪器是基于“闪燃”技术/层析分离法，是ECS 4010/4024元素分析仪的分析技术的改进版本。二氧化碳、水蒸气、二氧化硫和氮气经过一段恒温的气体层析柱（GC柱）进行高度分离，通过TCD检测器进行检测并且输出到软件中进行分析。

ECS 8020从可选的进样器、氧气的用量以及监测消耗品的状态均为全自动控制；ECS 8020可测试不同类型和大小的样品，包括液体和固体，大量样品，从微克到克的有机物均可以被分析；三种不同的进样器，多种规格的反应管满足不同的应用需求；自动化系统使仪器的使用更加人性化：自动控制氧用量系统可以更好控制氧气的消耗，实现消耗状态监测功能，优化催化剂的使用；创新设计的TCD检测器是自校准的，不需要使用参考气体；ECS 8020可以连接多款同位素分析仪，用于分析元素中稳定同位素的同位素比值。

自动化系统检漏、自动化流速设置；
触摸屏显示，方便设置；
反应过程监控，优化催化剂使用：氧气进样量智能调整，减少耗材消耗；
高灵敏度、准确度及精确度；
检测器无需利用基准气体；
功能强大的分析软件；
三种进样器（电子进样器、气动进样器及手动进样器）；
高效催化剂及准确测试流程管控，实现低运营及管理成本；
兼容性高，可连接多款同位素分析仪。

创新的ECS 8070大气CO₂捕获和纯化系统能够在短时间内（10-60分钟）捕获和分离每个样品（10-100 mg）相对大量的CO₂。采用吸附/解吸原理，用创新的纯化线路，可以消除水、VOC和NO_X，只留下纯CO₂气体。使用自动空气泵吸附/解吸使得系统使用非常简单，通过新的C-Quantum CO₂吸附系统，可以通过自动再生系统处理大量的CO₂，与其他系统相比，测量精度高，性能更好。ECS 8070 大气CO₂兼容性高，容易对接各类同位素检测设备以测定碳稳定同位素和放射性成因¹⁴C的同位素比值。

自动化操作，用户使用友好；
允许更好的使用消耗品，并自动监控其状态，自动泄露测试；
三种可选配置：仅吸附、仅解吸、根据需要完成吸附/解吸循环；
用户可以设置所有的仪器参数，包括CO₂捕集阱温度，载气压力和解吸时间；
便携式，可充电和轻量级的现场取样器；
专用CO₂烘箱，快速加热和冷却循环；
功能强大的测试软件，结果可视化；
兼容性高，可与¹³C质谱仪联用，应用于考古年代测定。

环境监测和CO₂排放报价

二氧化碳排放报价已经成为全球金融市场上衡量、估价和交换的产品。因此，精确的高分辨率¹⁴CO₂测量至关重要。

材料中生物成分认证

区分化石和非化石排放源对产品质量评价至关重要:了解纺织品、塑料、石油、燃料的生物成分对评估其环境影响非常重要。

生命/生物科学

¹⁴C被用作药物/治疗的标记物，监测其代谢和疗效。

核设施监测

核电站/废物储存库周围地区的放射性二氧化碳浓度较高，其放射性可能会给居民带来健康问题。

放射性碳年代测定

放射性碳测量是测定考古和文化遗产年代的最经典应用:生物样品中的放射性碳含量可以追踪有机活动停止的年龄。

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