蒂宾根大学的同位素地球化学研究
在蒂宾根大学地球与环境中心，同位素地球化学研究组对矿物、岩石、陨石、沉积物、土壤、水样和大气物质等样品开展研究，以深入了解太阳系和地球的形成、地球内部和地表各储库中的过程、古气候波动以及人为污染。
为解答这些科学问题，研究组采用先进的质谱技术测定主量元素和痕量元素的组成及同位素丰度。 因此，分析前必须完全、可靠地消解样品。
地质样品消解面临的挑战
矿物和岩石往往难以消解。 锆石、金红石、钛铁矿、尖晶石和石榴子石等难消解矿物，通常需要在温度高于 250 °C、压力超过 50 bar 的条件下进行酸消解。 这些矿物必须完全消解，因为其中某些痕量元素的浓度可能较高。
除确保样品完全溶解外，取样的代表性也很重要。 需要保证足够的样品量，以避免稀有矿物导致的“块金效应”，从而获得具有代表性的元素和同位素数据。 此外，还需尽量减少消解系统带来的污染，这一点对痕量元素同位素分析尤为重要。
使用 Multiwave 7501 进行高压微波消解
Anton Paar 的 Multiwave 7501 基于加压消解腔原理，可有效应对这些挑战。 多个样品可装入成本较低的 PTFE-TFM 样品瓶中同时消解，消解温度最高可达 300 °C，通常约为 270 °C，整个过程可在不到两小时内完成。
加热前，先使用氮气将样品瓶预加压至 60 bar 至 100 bar，以防消解酸沸腾。 这样有助于将挥发性组分保留在溶液中，并在更高温度下充分溶解难消解矿物。
高效消解，降低污染风险
与传统消解罐相比，Multiwave 7501 可缩短消解时间、提高样品通量，并更好地控制消解条件。 传统系统通常耗时数天，每批次只能处理少量样品，而且处于高温下的不锈钢部件可能引入污染。
使用 Multiwave 7501 时，水冷系统可在消解过程中冷却加压腔外部的钢制壳体。 这有助于减少金属扩散造成的污染，并满足同位素地球化学分析对洁净样品制备的要求。
