Estudo de Sinais EPR em Corais - Aplicações EPR (ESR)

O nome coral vem do persa antigo sanga (pedra), que é o nome comum da comunidade de vermes corais e seu esqueleto. Os pólipos de coral são corais do filo Acanthozoa, com corpos cilíndricos, que também são chamados de rochas vivas devido à sua porosidade e crescimento ramificado, podendo ser habitados por diversos microrganismos e peixes. Produzido principalmente no oceano tropical, como o Mar da China Meridional. A composição química do coral branco é principalmente CaCO ₃  e contém matéria orgânica, denominada tipo carbonato. O coral dourado, azul e preto é composto de queratina, chamada tipo queratina. O coral vermelho (incluindo rosa, vermelho polpa, vermelho rosa, vermelho claro a vermelho profundo) contém CaCO ₃  e tem mais queratina. Coral de acordo com as características da estrutura esquelética. Pode ser dividido em coral de leito de placas, coral de quatro tiros, coral de seis tiros e coral de oito tiros em quatro categorias, o coral moderno é principalmente as duas últimas categorias. O coral é um importante transportador para registrar o ambiente marinho, pois a determinação da paleoclimatologia, as antigas mudanças no nível do mar e o movimento tectônico e outros estudos têm um significado importante.

A ressonância paramagnética eletrônica (EPR ou ESR) é uma ferramenta importante para o estudo da matéria eletrônica desemparelhado, que funciona medindo os saltos no nível de energia de elétrons desemparelhados em frequências ressonantes específicas em um campo magnético variável. Atualmente, as principais aplicações do EPR na análise de corais são a análise e datação ambiental marinha.  Por exemplo, o sinal EPR de Mn ²⁺  em corais está relacionado ao paleoclima. O sinal EPR do Mn ²⁺  é grande durante o período quente e diminui acentuadamente quando há um resfriamento acentuado. Como uma típica rocha carbonática marinha, os corais são afetados pela radiação natural para produzir defeitos de rede para gerar sinais EPR, de modo que também podem ser usados ​​para datação e cronologia absoluta de rochas carbonáticas marinhas. Os espectros EPR dos corais contêm uma riqueza de informações sobre a concentração de elétrons desemparelhados presos por defeitos de rede e impurezas na amostra, a composição mineral e de impurezas da amostra e, portanto, informações sobre a idade de formação e condições de cristalização da amostra podem ser obtido simultaneamente.

Em seguida, o sinal EPR no coral será analisado usando uma espectroscopia CIQTEK X-Band EPR (ESR) EPR100 para fornecer informações sobre a composição e vagas de defeitos no coral.

CIQTEK Banda X EPR100

Amostra Experimental

A amostra foi retirada de coral branco no Mar da China Meridional, tratada com ácido clorídrico diluído 0,1 mol/L, triturada em almofariz, peneirada, seca a 60°C, pesava cerca de 70 mg e testada no CIQTEK EPR100.

Amostra de Coral Branco

Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica

O CIQTEK EPR100 foi usado para testar o sinal EPR em coral branco. Para obter uma medição precisa do sinal EPR, as condições experimentais específicas foram as seguintes.

Condições experimentais

Resultados e análises experimentais

A estrutura dos corais varia dependendo da espécie, e sobreposições de linhas espectrais estão geralmente presentes nos espectros EPR dos corais. Os sinais medidos experimentalmente em amostras de ossos de coral podem ser derivados de radicais livres de íons CO ₂  através da comparação de informações da literatura. O Mn ²⁺  em corais está geralmente associado à recristalização de corais e à deposição secundária de calcita, enquanto vestígios de Mn ²⁺  também afetam a produção de centros paramagnéticos, então o Mn ²⁺  é comumente usado para discernir a recristalização de amostras. O sinal de pico sêxtuplo de Mn ²⁺  não foi observado no experimento.

Espectros EPR de corais brancos detectados pelo CIQTEK EPR100

Conclusões

Os testes Coral EPR (ESR) são atualmente usados ​​principalmente para análise e datação do clima ambiental marinho. O Mn ²⁺  em cristais de carbonato, como os corais, é paramagnético e suas seis linhas espectrais estruturais hiperfinas são facilmente identificáveis. Os testes EPR são principalmente para Mn ²⁺  em redes carbonáticas, e alguns estudos mostraram que o conteúdo de Mn ²⁺  está relacionado a mudanças paleoclimáticas. Além disso, como a rede de carbonato e os defeitos de impureza nos corais prendem elétrons desemparelhados, e essas concentrações de elétrons desemparelhados podem ser correlacionadas com taxas de dose de irradiação natural e anual, eles também são comumente usados ​​para datação EPR na faixa de milhões de anos.

O CIQTEK EPR100 apresenta alta sensibilidade, alta uniformidade de campo magnético e alta estabilidade, e pode ser equipado com uma variedade de sondas EPR de alto desempenho e dispositivos de luz, baixa temperatura e de canto para atender às necessidades dos clientes para uma variedade de aplicações gerais contínuas. Medições de EPR de onda e pulsada, e o software EPR-Pro fornece um processo de operação experimental rápido e funções de análise de dados científicos para ajudar os usuários a estabelecer rapidamente métodos experimentais de EPR.

Referências:

1. Strzelczak, Grazyna, et al. "Estudo EPR multifrequencial de radicais derivados de carbonato e sulfato produzidos por radiação em conchas e coralita." Pesquisa de Radiação 155.4(2001):619-624.

2. Seletchi, ED e OG Duliu. "Estudo comparativo sobre espectros ESR de carbonatos." Jornal Romeno de Física 52.5-7(2007):p.657-666. 

3. Ye Yuguang, Zhou Shiguang, Liu Xinbo. "O sinal ESR de Mn ²⁺  em recifes de coral e suas implicações paleoclimáticas." Oceano e Limnologia 000.005(1998):547. 

4. Li Jianping, Diao Shaobo, Liu Chunru, He Xingliang. "Aplicação da datação ESR na datação carbonática marinha." Fronteiras em Geologia Marinha 31.010(2015):65-70.