Исследование сигналов ЭПР у кораллов - Приложения ЭПР (ЭПР)

Название «коралл» происходит от древнеперсидского слова «санга» (камень), которое является общим названием сообщества коралловых червей и его скелета. Коралловые полипы — это кораллы типа Acanthozoa с цилиндрическими телами, которые из-за их пористости и ветвящегося роста еще называют живыми камнями, в которых могут обитать многие микроорганизмы и рыбы. В основном производится в тропическом океане, например, в Южно-Китайском море. Химический состав белых кораллов в основном CaCO ₃  и содержит органические вещества, называемые карбонатными. Золотой, синий и черный кораллы состоят из кератина, называемого кератиновым типом. Красный коралл (включая розовый, телесно-красный, розово-красный, от светло-красного до темно-красного) содержит в оболочке как CaCO ₃  , так и больше кератина. Коралл по особенностям скелетного строения. Можно разделить на пластинчатые кораллы, четырехзарядные кораллы, шестизарядные кораллы и четыре категории кораллов с восемью выстрелами, современные кораллы в основном относятся к последним двум категориям. Коралл является важным носителем информации о морской среде, поскольку определение палеоклиматологии, древних изменений уровня моря и тектонических движений, а также другие исследования имеют важное значение.

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР или ЭПР) — важный инструмент для изучения материи неспаренных электронов, который работает путем измерения скачков энергетических уровней неспаренных электронов на определенных резонансных частотах в переменном магнитном поле. В настоящее время основными приложениями ЭПР при анализе кораллов являются анализ морской среды и датирование.  Например, сигнал ЭПР Mn ²⁺  в кораллах связан с палеоклиматом. Сигнал ЭПР Mn ²⁺  велик в теплый период и резко снижается при резком похолодании. Как типичная морская карбонатная порода, кораллы подвергаются воздействию естественной радиации, вызывая дефекты решетки для генерации сигналов ЭПР, поэтому их также можно использовать для датирования и абсолютной хронологии морских карбонатных пород. Спектры ЭПР кораллов содержат богатую информацию о концентрации неспаренных электронов, захваченных решеткой и примесными дефектами образца, минеральном и примесном составе образца, в связи с чем информацию о возрасте образования и условиях кристаллизации образца можно быть получены одновременно.

Затем сигнал ЭПР в коралле будет проанализирован с использованием спектроскопии ЭПР (ЭПР) CIQTEK X-Band EPR100, чтобы получить информацию о составе и дефектных вакансиях в коралле.

CIQTEK X-диапазон EPR100

Экспериментальный образец

Образец был взят из белого коралла в Южно-Китайском море, обработан разбавленной 0,1 моль/л соляной кислотой, измельчен в ступке, просеян, высушен при 60°C, весил около 70 мг и протестирован на CIQTEK EPR100.

Образец белого коралла

Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса

CIQTEK EPR100 использовался для проверки сигнала ЭПР белых кораллов. Для достижения точного измерения сигнала ЭПР конкретные условия эксперимента были следующими.

Условия эксперимента

Экспериментальные результаты и анализ

Структура кораллов варьируется в зависимости от вида, и в спектрах ЭПР кораллов обычно присутствуют наложения спектральных линий. Экспериментально измеренные сигналы в образцах коралловых костей могут быть получены от свободных радикалов ионов CO ₂  - путем сравнения информации из литературы. Mn ²⁺  в кораллах обычно связан с перекристаллизацией кораллов и вторичным отложением кальцита, тогда как следовые количества Mn ²⁺  также влияют на образование парамагнитных центров, поэтому Mn ²⁺  обычно используется для выявления перекристаллизации образцов. Шестикратный пик сигнала Mn ²⁺  в эксперименте не наблюдался.

Спектры ЭПР белых кораллов, обнаруженные CIQTEK EPR100

Выводы

Тесты ЭПР кораллов (ЭПР) в настоящее время используются в основном для анализа и датирования климата морской среды. Mn ²⁺  в кристаллах карбонатов, таких как кораллы, является парамагнитным, и его шесть сверхтонких структурных спектральных линий легко идентифицировать. ЭПР-тесты в основном касаются Mn ²⁺  на карбонатных решетках, а некоторые исследования показали, что содержание Mn ²⁺  связано с изменениями палеоклимата. Кроме того, поскольку дефекты карбонатной решетки и примеси в кораллах захватывают неспаренные электроны, а эти концентрации неспаренных электронов можно коррелировать с естественными и годовыми мощностями дозы облучения, они также широко используются для ЭПР-датирования в диапазоне миллионов лет.

CIQTEK EPR100 отличается высокой чувствительностью, высокой однородностью магнитного поля и высокой стабильностью и может быть оснащен различными высокопроизводительными датчиками ЭПР, а также легкими, низкотемпературными и угловыми устройствами для удовлетворения потребностей клиентов в различных непрерывных измерениях общего назначения. -волновые и импульсные измерения ЭПР, а программное обеспечение EPR-Pro обеспечивает быстрый процесс проведения экспериментов и функции анализа научных данных, чтобы помочь пользователям быстро разработать экспериментальные методы ЭПР.

Использованная литература:

1. Стшельчак, Гражина и др. «Многочастотное ЭПР-исследование радикалов карбонатного и сульфатного происхождения, образующихся под действием радиации в раковинах и кораллите». Радиационные исследования 155.4(2001):619-624.

2. Селетчи Э.Д., Дулиу О.Г. «Сравнительное исследование ЭПР спектров карбонатов». Румынский физический журнал 52.5-7 (2007): стр.657-666. 

3. Е Юйгуан, Чжоу Шигуан, Лю Синьбо. «Сигнал ЭПР Mn ²⁺  в коралловых рифах и его палеоклиматические последствия». Океан и лимнология 000.005(1998):547. 

4. Ли Цзяньпин, Дяо Шаобо, Лю Чуньжу, Хэ Синлян. «Применение метода ЭПР для датирования морских карбонатов». Границы морской геологии 31.010(2015):65-70.