LIRA i PANTHALASSA: una doble infraestructura per estudiar la traça dels isòtops radiogènics i ambientals
Estudiar la petjada química de la contaminació ambiental des de la Revolució Industrial, traçar el cicle del carboni als oceans més profunds, millorar les eines de diagnòstic clínic o identificar casos de frau en la indústria alimentària són alguns dels àmbits dʼactuació dels laboratoris LIRA i PANTHALASSA, uns equipaments de suport a la recerca únics a Catalunya ubicats en espais de la Facultat de Ciències de la Terra i dels Centres Científics i Tecnològics de la UB (CCiTUB), respectivament.
Estudiar la petjada química de la contaminació ambiental des de la Revolució Industrial, traçar el cicle del carboni als oceans més profunds, millorar les eines de diagnòstic clínic o identificar casos de frau en la indústria alimentària són alguns dels àmbits dʼactuació dels laboratoris LIRA i PANTHALASSA, uns equipaments de suport a la recerca únics a Catalunya ubicats en espais de la Facultat de Ciències de la Terra i dels Centres Científics i Tecnològics de la UB (CCiTUB), respectivament.
Les noves infraestructures s'han inaugurat el dijous 13 de de juny, a les 12.15 hores, en un acte institucional a lʼAula Magna Carmina Virgili de la Facultat de Ciències de la Terra. Hi han participat el vicerector de Recerca, Domènec Espriu; el director dels CCiTUB, José Ramón Seoane; el degà de la Facultat de Ciències de la Terra, Albert Casas, i Jaume Bordonau, professor del Departament de Dinàmica de la Terra i de lʼOceà.
En el marc de lʼacte, els investigadors Isabel Cacho i Leopoldo Pena, responsables científics de LIRA i PANTHALASSA i membres del Grup de Recerca Consolidat en Geociències Marines que dirigeix el catedràtic Miquel Canals, han presentat la doble infraestructura. A continuació, han intervingut els experts Jamie Williams, cap de recerca i desenvolupament de lʼempresa Nu Instruments; Carles Pelejero, investigador de lʼInstitut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), i Albert Soler, director del Departament de Mineralogia, Petrologia i Geologia Aplicada de la UB.
LIRA: una sala blanca per processar les mostres abans de lʼanàlisi isotòpica
El nou Laboratori dʼIsòtops Radiogènics i Ambientals (LIRA) està ubicat a la tercera planta de la Facultat de Ciències de la Terra i té com a finalitat la preparació química i el processament de totes les mostres que sʼhagin dʼanalitzar després en lʼespectròmetre PANTHALASSA.
«Totes les mostres han de ser purificades químicament en una sala blanca abans de fer-ne lʼanàlisi isotòpica, i aquesta primera fase —que pot durar fins i tot dies— es farà als espais de LIRA», explica la professora Isabel Cacho, catedràtica del Departament de Dinàmica de la Terra i de lʼOceà i reconeguda amb una distinció ICREA Acadèmia lʼany 2018. El laboratori serà accessible per a tots els grups de recerca de la UB i dʼaltres centres o institucions interessats a aplicar aquesta metodologia en els seus treballs.
LIRA sʼha finançat amb ajuts procedents del Consell Europeu de Recerca (ERC) —mitjançant una Consolidator Grant concedida a Isabel Cacho el 2015—, la Universitat de Barcelona i altres projectes nacionals. El laboratori donarà suport als treballs de recerca basats en lʼestudi de les variacions en la composició dʼisòtops ambientals i radiogènics, procedents de la desintegració dʼisòtops radioactius.
Tal com explica Leopoldo Pena, també professor del Departament de Dinàmica de la Terra i de lʼOceà, «LIRA és una infraestructura amb un enorme potencial dʼaplicació en disciplines relacionades amb les ciències de la terra, com ara lʼoceanografia, la paleoceanografia, la geocronologia, la petrologia o la hidrologia».
«A més —continua—, lʼanàlisi dʼaquests perfils isotòpics també té múltiples aplicacions en estudis sobre el medi ambient (traçadors isotòpics de contaminants), biomedicina (noves eines de diagnòstic i seguiment de malalties), farmàcia, arqueologia, fisiologia, indústria nuclear, ciències forenses, control de qualitat, etc.
LIRA és una sala blanca amb atmosfera de pressió positiva —amb control de variables com la temperatura i la humitat— i està completament lliure de metalls per evitar la contaminació de les mostres introduïdes. Està dotada de tres cabines de flux laminar vertical —estacions de treball— i de dues cabines extractores, una de les quals està dedicada exclusivament a la destil·lació in situ dʼàcids inorgànics. També disposa de quatre unitats per a lʼevaporació de mostres, amb un filtre addicional dʼentrada dʼaire, així com dʼun sistema de producció dʼaigua ultrapura.
Aquesta sala ultraneta té una classificació ISO 7 segons les normes de qualitat, i les estacions de treball estan reconegudes amb lʼISO 5. «Aquestes certificacions de qualitat permeten desenvolupar la preparació de mostres per a lʼanàlisi dʼisòtops radiogènics (per exemple, el neodimi, lʼestronci o el plom) a nivell traça de mostra», detallen les investigadores Ester García-Solsona i Maria Jaume, del Grup de Recerca Consolidat en Geociències Marines.
PANTHALASSA: del gran oceà ancestral a lʼestudi de les relacions isotòpiques
PANTHALASSA, que amb el seu nom evoca el gran oceà ancestral que envoltava el supercontinent Pangea, és un espectròmetre de masses multicol·lector (MC-ICPMS Plasma 3) instal·lat als CCiTUB. Aquest equipament permet determinar les relacions isotòpiques de la majoria dels elements de la taula periòdica, amb una alta sensibilitat en les anàlisis (entre 10 i 100 parts per milió).
En paraules del tècnic Eduardo Paredes (GRC Geociències Marines), «gràcies al sistema dʼintroducció de mostres (un dessolvatador Aridus II), es poden obtenir resultats dʼalta precisió sobre quantitats traça de mostra (nanograms) i en un temps dʼanàlisi dʼuns trenta minuts». La mostra és introduïda en forma líquida en el dessolvatador i arriba a un plasma en què lʼelement és ionitzat i mostrejat.
Lʼacció combinada dʼun camp elèctric i un camp magnètic permet separar els diferents isòtops de lʼelement —segons la seva massa—, els quals seran detectats simultàniament en una sèrie de dispositius que ajudaran finalment a resoldre la incògnita sobre la composició isotòpica de la mostra original.