Installation de recherche isotopique de Queen’s

Université Queen's, Kingston, Ontario
Que fait l'installation

Recherche isotopique et en chimie, et analyse de matériaux complexes.

Domaines d'expertise

L’installation, dotée d'une gamme complète de technologies isotopiques et chimiques évoluées, est utilisée par une équipe de recherche dont l'expérience combinée dans les domaines de l'exploration, de l'environnement, de la biologie, de la chimie, de la géographie, de la criminalistique et des méthodes d'authentification dépasse les 50 ans. L’installation fournit les résultats de ses recherches multidisciplinaires aux universités, gouvernements, industries et organismes privés du monde entier.

Services de recherche
  • Analyses isotopiques d'isotopes stables (H, C, N, O et S) et radiogéniques,
  • Compositions chimiques élémentaires d'après des analyses isotopiques de matières naturelles et synthétiques en phase solide, liquide et gazeuse,
  • Purification et séparation d'échantillons, analyses pétrologiques,
  • Analyse par ablation laser in situ de compositions chimiques et isotopiques,
  • Consultations internes et sur place,
  • Ateliers et cours magistraux et pratiques sur toutes les techniques isotopiques avancées,
  • Applications en technologies et périphériques de spectrométrie de masse isotopique, y compris les instruments d'ablation laser nanoseconde et femtoseconde
Secteurs d'application
  • Agriculture, alimentaire et sciences animales
  • Industrie chimique
  • Technologies propres
  • Défense et industrie de la sécurité
  • Éducation
  • Énergie (renouvelable et fossile)
  • Technologies et services de l’environnement
  • Pêches et aquaculture
  • Foresterie et industrie forestière
  • Fabrication et transformation
  • Mines, minerais et métaux
  • Industrie océanologique
  • Services publics

Nom du laboratoire spécialisé

Nom de l’équipement

Résumé de la fonction

Laboratoire de faisceau d’électrons

Microscope électronique à balayage environnemental (FEG-ESEM) MLA 650 avec capacités d'analyse de libération minérale (MLA),  microsonde électronique automatisée JXA-8230, diffractomètre de poudres Panalytical X’pert Pro

Le microscope ESEM est un canon à émission de champ à haut rendement, doté de capacités de balayage environnemental, d'analyse rapide aux rayons X et d'analyse de libération minérale, servant à quantifier des mélanges complexes de minéraux. Il peut être utilisé pour caractériser des échantillons géologiques et biologiques sous vide peu poussé ou poussé et en produire des images. La microsonde de détection à haute résolution permet l'analyse directe de la composition chimique des matières, y compris la cartographique élémentaire. Le diffractomètre de poudres Panalytical X’pert Pro du laboratoire de diffraction des rayons X permet l'identification et la quantification multiphases des minéraux. Il est associé aux laboratoires de séparation des minéraux, notamment les minéraux argileux.

Laboratoire ICPMS et ICPOES

Spectromètres de masse à plasma inductif (ICP-MS) haute résolution Finnigan MAT ELEMENT 1 et Thermo Scientific ELEMENT XR

Nos instruments Thermo Scientific ELEMENT peuvent résoudre des différences de masse de l’ordre de 0,0001, ce qui autorise l'analyse de tous les éléments, dont Li, B, C, K, Cl, Fe, As, Se, Au et U.

 

Thermo Finnigan Neptune

Spectromètre de masse à plasma inductif et multicollection (MC-ICP-MS) haute résolution qui convient parfaitement à la mesure des rapports isotopiques de la plupart des éléments.

 

XSERIES 2

Il s'agit de l'un des spectromètres de masse à plasma inductif (ICP-MS) quadrupôle les plus productifs sur le marché pour les travaux d'analyse courants et haute performance, en particulier les analyses ICP-MS par ablation laser in situ.

 

Spectromètre d'émission optique (ICP-OES) Thermo Scientific iCAP 6500

La conception optique hautement efficace du spectromètre d'émission à plasma inductif (ICP-OES) iCAP 6500 permet l'analyse simultanée de 66 éléments, avec des seuils de détection aussi faibles que quelques parties par milliard. La couverture en longueur d'onde (de 166 à 847 nm) s'étend du carbone à l'uranium et la résolution minimale est de 7 ppm à 200 nm.

 

Systèmes d'ablation laser

Système d'ablation laser femtoseconde NMR, systèmes d'ablation laser NWR-193 et NWR-213. Il est possible de coupler un système d'ablation laser Nd-YAG avec tous les ICP-MS pour l'analyse directe, la cartographique élémentaire et l'analyse isotopique.

Laboratoire des isotopes stables

Deux spectromètres de masse isotopique (IRMS) DELTAplusXP

Cette génération de technologie IRMS offre un outil universel pour la détermination des rapports isotopiques D/H, 13C/12C et 15N/14N, 18O/16O et 34S/32S, tant en mode statique (introduction double) que dynamique (flux continu). Une vaste gamme de configurations de détecteurs permet la conception de techniques novatrices.

 

GasBench II, analyseur d'éléments et analyseur d'éléments à pyrolyse

Systèmes universels de préparation et d’introduction en ligne de gaz pour la spectrométrie de masse des rapports isotopiques (SMRI). Cet outil sert à déterminer en ligne et avec précision les rapports isotopiques d’échantillons d’espèces gazeuses et aqueuses et de carbonates. Le GasBench II à introduction double offre précision, exactitude et technologie à flux continu élevé. Voici quelques exemples de ses nombreuses applications : saturation d’eau au CO2 pour la détermination des rapports des isotopes 18O/16O, isotopes 13C/12C et 18O/16O des carbonates, isotopes 13C/12C du carbone inorganique dissous, isotopes 13C/12C du CO2 et isotopes 15N/14N de l’air. L’analyseur d’éléments à pyrolyse permet la détermination continue directe des rapports des isotopes 18O/16O et D/H dans les matières minérales et biologiques, améliorant ainsi les capacités des deux analyseurs d'éléments classiques du QFIR, qui permettent actuellement l’analyse en ligne des rapports des isotopes 13C/12C, 15N/14N et 34S/ 32S d’échantillons organiques.

 

Chromatographe en phase gazeuse Trace

En plus du fonctionnement autonome et à flux continu de la technologie actuelle, le chromatographe en phase gazeuse Trace rehausse les capacités des appareils GC/C/TC/IRMS. Il intègre l’analyse isotopique de composés spécifiques des isotopes 13C/12C et 15N/14N, et inclut les isotopes 18O/16O et D/H.

 

Spectromètre de masse des rapports isotopiques Finnigan MAT 252

Le spectromètre de masse des rapports isotopiques stables MAT 252 à technologie à débit continu est couplé à un chromatographe en phase gazeuse Hewlett-Packard HP5890 et à un analyseur d’éléments Carlo Erba NCS 2500.

 

Chromatographe en phase gazeuse Hewlett-Packard HP5890; interface avec un pyrolyseur CDS Pyroprobe 5000

Similaire au chromatographe en phase gazeuse Trace, l’appareil HP peut fonctionner en mode autonome et à flux continu, mais aussi être couplé pour l’exécution d’analyses GC/C/IRMS (chromatographe en phase gazeuse/combustion/spectromètre de masse des rapports isotopiques) sur des hydrocarbures. Il incorpore l’analyse des rapports isotopiques de composés spécifiques (CSIA) des isotopes 13C/12C. Le pyrolyseur Pyroprobe 5000 permet l’analyse des rapports isotopiques de composés spécifiques des isotopes 13C/12C dans les inclusions fluides et la matière solide.

 

Analyseur Thermo Finnigan

Ce périphérique permet de déterminer les rapports isotopiques D/H dans les échantillons aqueux (saumure et eau douce). Une colonne contenant de la poudre de Cr est chauffée à 850 °C afin de réduire l’eau en hydrogène gazeux. Cet appareil peut être couplé au système d’introduction double de tout spectromètre de masse des rapports isotopiques du laboratoire et peut analyser des échantillons de petit volume (1 µL).

 

Ligne d'extraction des silicates

Les analyses des isotopes de l’oxygène de minéraux silicatés et oxydés et de roches totales sont exécutées à l’aide de la méthode d’extraction au pentafluorure de brome (BrF5). Environ 5 mg de l’échantillon finement broyé sont introduits dans des tubes réacteurs en nickel et exposés au réactif BrF5 à 575 °C pendant la nuit. L’oxygène extrait est normalement converti en CO2 à l’aide d’un barreau en graphite chauffé, et le CO2 est ensuite analysé hors ligne à l’aide d’un appareil Finnigan MAT 252. De plus, l’oxygène (O2) issu de l’extraction des silicates, des oxydes, des nitrates et des sulfates peut être analysé en vue de déterminer les rapports des isotopes 17O/16O.

 

Ligne d'extraction des carbonates

La ligne d’extraction des carbonates sert à extraire le CO2 des carbonates aux fins d’analyses spécialisées de mélanges et de carbonates de Mg et de Fe.

 

Spectromètre de masse des rapports isotopiques Thermo Finnigan MAT 253

L’appareil MAT 253 à huit cages de Faraday permet la mesure simultanée de la masse de six isotopologues (44, 45, 46, 47, 48 et 49) du CO2. Le principal but de cet appareil est de mesurer les valeurs Δ47 des carbonates. Il permet aussi de mesurer les valeurs δ13C, δ18O, δ15N et δD de diverses matières en mode introduction double et flux continu.

Laboratoire de microbiologie

Agitateur orbital, autoclave électronique

Permettent d’assurer la croissance, dans des conditions stériles, de bactéries comme Synechococcus et de simuler les conditions océaniques.

Laboratoire propre

Laboratoire propre de classe 100

Le département de géologie a accès à un laboratoire propre de classe 100 pour la préparation d’échantillons en prévision de leur mesure par spectromètre de masse à plasma inductif haute résolution ELEMENT et spectromètre de masse à plasma inductif et multicollection Neptune. En raison des basses limites de détection de l’appareil ELEMENT et de la précision élevée des mesures de rapports isotopiques de l’appareil Neptune, la préparation des échantillons exige des conditions ultrapropres afin d’éviter toute contamination. Ces installations sont équipées de matériels de chromatographie sur colonne pour la séparation et la purification des éléments et de distillateurs d’acides ultrapurs et d’autres réactifs.

Laboratoire de l’APMI

Analyseur portatif de minéraux par infrarouge (APMI)

Cet appareil sert à mesurer la réflectance à des longueurs d’onde de 1 300 à 2 500 nm, à un intervalle d’échantillonnage spectral de 2 nm. La spectroscopie par infrarouge non destructive effectuée in situ permet de détecter tous les minéraux argileux communs ainsi que les phosphates, les carbonates, les zéolites et les sulfates dans les roches et les carottes.

Laboratoire  de fragmentation sélective

Laboratoire de réception et de préparation de laroche totale

Laboratoire de la séparation de l’argile

SelFrag

Fragmentation sélective de carottes et d’échantillons de roche totale en monominéraux grâce à des impulsions électriques à très haute tension, pouvant atteindre 200 kV. Équipements de concassage, de sciage et de préparation d’échantillons de roche, y compris des technologies de préparation et de séparation de l’argile.

Laboratoire de SMTV

Spectromètre de masse à temps de vol à plasma à couplage inductif LECO Renaissance

Le système à temps de vol peut mesurer des signaux transitoires et peut mesurer simultanément jusqu’à 90 isotopes. Cet instrument s’est avéré utile pour effectuer des analyses d’échantillons de solutions de faible volume et des analyses de recherche exploratoires ponctuelles par ablation laser impossibles à réaliser avec la technologie classique de spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif.

  • BV Labs
  • Cameco Corp.
  • Uravan Minerals
  • Rio Tinto Minéraux Inc.
  • ActLabs
  • AngloAmerican plc
  • ALS Minerals
  • Barrick Mining
  • Sask. Potash Corp.
  • Mosaic Potash
  • Hemmera Corp.
  • GeoTotal Consulting
  • U.S. Geological Survey
  • Colin Dunn Consulting
  • Isomass
  • ThermoFisher
  • Advances in Stable Isotope Techniques and Applications
  • Maxxam Analytique
  • University Kansas
  • Université McGill
  • The University of British Columbia
  • Université du Manitoba
  • Western University
  • Université du Nouveau-Brunswick
  • University of Alberta
  • University of Saskatchewan
  • Université Memorial
  • Université Laurentienne
  • Université du Québec à Montréal
  • Institut national de la recherche scientifique (Montréal)
  • Vanderbilt University (AEGIS Sciences Corp.)
  • Université des Sciences de Malaisie
  • Université du Chili
  • Garde côtière sud-coréenne
  • Agence agricole de la Corée du Sud
  • U.S. Environmental Protection Agency
  • U.S. Bureau of Alcohol/ Tobacco/ Firearms and Explosives
  • UCLA Olympic Analytical Labs