Estudio de señales EPR en corales - Aplicaciones EPR (ESR)

El nombre coral proviene del antiguo persa sanga (piedra), que es el nombre común de la comunidad de gusanos coralinos y su esqueleto. Los pólipos de coral son corales del filo Acanthozoa, con cuerpos cilíndricos, que también se denominan rocas vivas por su porosidad y crecimiento ramificado, en los que pueden habitar numerosos microorganismos y peces. Producido principalmente en el océano tropical, como el Mar de China Meridional. La composición química del coral blanco es principalmente CaCO ₃  y contiene materia orgánica, denominada tipo carbonato. El coral dorado, azul y negro está compuesto de queratina, llamada tipo queratina. El coral rojo (incluido el rosa, el rojo carne, el rojo rosa, el rojo claro y el rojo intenso) envuelve CaCO ₃  y tiene más queratina. Coral según las características de la estructura esquelética. Se puede dividir en coral de lecho de placas, coral de cuatro disparos, coral de seis disparos y coral de ocho disparos en cuatro categorías; el coral moderno es principalmente las dos últimas categorías. El coral es un medio importante para registrar el medio marino, ya que la determinación de la paleoclimatología, los cambios antiguos del nivel del mar y los movimientos tectónicos y otros estudios tienen una importancia importante.

La resonancia paramagnética electrónica (EPR o ESR) es una herramienta importante para estudiar la materia de electrones desapareados, que funciona midiendo los saltos del nivel de energía de los electrones desapareados en frecuencias resonantes específicas en un campo magnético variable. Actualmente, las principales aplicaciones de EPR en el análisis de corales son el análisis ambiental marino y la datación.  Por ejemplo, la señal EPR de Mn ²⁺  en los corales está relacionada con el paleoclima. La señal EPR de Mn ²⁺  es grande durante el período cálido y disminuye drásticamente cuando hay un enfriamiento brusco. Como roca carbonatada marina típica, los corales se ven afectados por la radiación natural para producir defectos de red que generan señales EPR, por lo que también pueden usarse para datar y cronología absoluta de rocas carbonatadas marinas. Los espectros EPR de los corales contienen una gran cantidad de información sobre la concentración de electrones no apareados atrapados por la red y los defectos de impurezas en la muestra, la composición mineral y de impurezas de la muestra y, por lo tanto, se puede obtener información sobre la edad de formación y las condiciones de cristalización de la muestra. obtenerse simultáneamente.

A continuación, se analizará la señal EPR en el coral utilizando una espectroscopia EPR100 de banda X EPR (ESR) CIQTEK para proporcionar información sobre la composición y las vacantes de defectos en el coral.

CIQTEK Banda X EPR100

Muestra experimental

La muestra se tomó de coral blanco en el Mar de China Meridional, se trató con ácido clorhídrico diluido 0,1 mol/L, se trituró con un mortero, se tamizó, se secó a 60°C, pesó alrededor de 70 mg y se analizó en el CIQTEK EPR100.

Muestra de Coral Blanco

Espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica

Se utilizó el CIQTEK EPR100 para probar la señal EPR en coral blanco. Para lograr una medición precisa de la señal EPR, las condiciones experimentales específicas fueron las siguientes.

Condiciones experimentales

Resultados y análisis experimentales

La estructura de los corales varía según la especie, y las superposiciones de líneas espectrales suelen estar presentes en los espectros EPR de los corales. Las señales medidas experimentalmente en muestras de huesos de coral pueden derivarse de radicales libres de iones CO ₂  comparando información de la literatura. El Mn ²⁺  en los corales generalmente se asocia con la recristalización de los corales y la deposición secundaria de calcita, mientras que trazas de Mn ²⁺  también afectan la producción de centros paramagnéticos, por lo que el Mn ²⁺  se usa comúnmente para discernir la recristalización de las muestras.  En el experimento no se observó la señal máxima de seis veces de Mn ^{2+ .}

Espectros EPR de corales blancos detectados por CIQTEK EPR100

Conclusiones

Las pruebas Coral EPR (ESR) se utilizan actualmente principalmente para análisis y datación del clima ambiental marino. El Mn ²⁺  en cristales de carbonato como los corales es paramagnético y sus seis líneas espectrales estructurales hiperfinas son fácilmente identificables. Las pruebas EPR son principalmente para Mn ²⁺  en redes de carbonatos, y algunos estudios han demostrado que el contenido de Mn ²⁺  está relacionado con cambios paleoclimáticos. Además, debido a que la red de carbonatos y los defectos de impurezas en los corales atrapan electrones desapareados, y estas concentraciones de electrones desapareados pueden correlacionarse con las tasas de dosis de irradiación natural y anual, también se utilizan comúnmente para la datación EPR en el rango de millones de años.

El CIQTEK EPR100 presenta alta sensibilidad, alta uniformidad del campo magnético y alta estabilidad, y puede equiparse con una variedad de sondas EPR de alto rendimiento y dispositivos de luz, baja temperatura y de esquina para satisfacer las necesidades de los clientes para una variedad de aplicaciones continuas generales. -mediciones de EPR de onda y pulsado, y el software EPR-Pro proporciona un proceso de operación experimental rápido y funciones de análisis de datos científicos para ayudar a los usuarios a establecer rápidamente métodos experimentales de EPR.

Referencias:

1. Strzelczak, Grazyna, et al. "Estudio EPR multifrecuencia de radicales derivados de carbonatos y sulfatos producidos por radiación en conchas y coralitos". Investigación sobre radiación 155.4(2001):619-624.

2. Seletchi, ED y OG Duliu. "Estudio comparativo sobre espectros esr de carbonatos". Revista rumana de física 52.5-7(2007):p.657-666. 

3. Ye Yuguang, Zhou Shiguang, Liu Xinbo. "La señal ESR de Mn ²⁺  en los arrecifes de coral y sus implicaciones paleoclimáticas". Océano y Limnología 000.005(1998):547. 

4. Li Jianping, Diao Shaobo, Liu Chunru, He Xingliang. "Aplicación de la datación ESR en la datación por carbonatos marinos". Fronteras en Geología Marina 31.010(2015):65-70.