铁同位素的MC-ICP-MS测定方法与地质标准物质的铁同位素组成

详细报道了在低分辨和高分辨模式下运用MC-ICP-MS进行Fe同位素比值高精度测试的方法,对Fe同位素测定过程中谱峰干扰、基质效应、浓度效应、仪器测试的长期重现性等问题进行了评估,并对两种运行模式的测试结果进行了对比。在95%的可信度范围内,所建方法的外部精度优于0.5ε/amu,达到国际同类实验室的先进水平,并且低分辨和高分辨两种模式下获得的Fe同位素测试结果是一致的。在此基础上对国家地质标准物质GBW 07105(玄武岩)和GBW 07111(花岗闪长岩)进行了Fe同位素测定。相对于Fe同位素国际标样IRMM-014,GBW 07105的Fe同位素成分为:ε57Fe=1.9±0.3(2σ),ε56Fe=1.3±0.2(2σ),ε57/56Fe=0.6±0.1(2σ);GBW 07111的Fe同位素成分为:ε57Fe=1.8±0.4(2σ),ε56Fe=1.2±0.2(2σ),ε57/56Fe=0.6±0.1(2σ)。

MC-ICP-MS测定地质样品中锶同位素比值的化学分离方法探究

随着质谱分析技术的迅速发展,多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)已广泛应用的同位素分析,与热电离质谱仪相比,它不仅精度高,而且几乎可以有效电离所有高电离能元素,比如TIMS不易电离的Cu、Fe、Zn、Zr等,并且分析步骤简单,有效提高了分析效率。另外,连续的离子源,可以保证同位素分馏稳定,对于一些传统的Sr、Pb、Nd同位素分析提供有效的分馏校正,利用同心雾化室,连续进样系统,保证测定数据稳性,减少样品用量,节约分析耗时及成本(韦刚健等,2002)。

MC-ICP-MS测定铀系定年标样的^230Th年龄

本研究利用Neptune Plus型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了U和Th标准溶液的同位素比值及U系定年标样的^(230)Th年龄。结果显示:CRM 112A和Harwell Uraninite-1(HU-1)的234 U/238 U原子比值分别为(52.860±0.042)×10^(-6)(δ234 U=(-38.36±0.77)‰,n=17)和(54.911±0.007)×10-6(δ234 U=(-1.04±0.13)‰,n=27),实验数据在2σ不确定范围内与国际同类实验室一致;NBS Th标准,0.6pg ^(230)Th测试精度优于3‰;5个碳酸盐标准样品76001、GBW04412、RKM-6、RKM-5和RKM-4的230 Th年龄分别为(47 520±220)y、(86 880±340)y、(130 830±550)y、(129 380±480)y和(197 970±1 590)y,与美国明尼苏达大学、西安交通大学同类实验室测定的数据具有良好的重复性。上述数据表明,本实验建立的MC-ICP-MS法230 Th定年技术可应用于中晚更新世以来碳酸盐的U-Th定年与示踪研究。

高精度MC-ICP-MS测定锂同位素

锂（Li）同位素作为“非传统稳定同位素”家族成员，近年来已经成为同位素地球化学热门领域和前沿之一。其两个同位素（^6Li和^7Li）具有较大的相对质量差，导致其在各种地质过程中产生较大的同位素分馏。因此，Li同位素作为灵敏的地球化学示踪剂，应用领域涵盖了从地表到地幔的流体与矿物之间的相互作用。

硫酸盐硫同位素的MC-ICP-MS测定方法研究

本文详细介绍了硫同位素的MC-ICP-MS测定方法,包括样品和标样的准备以及仪器质量歧视的校正。并对测试过程中的谱学干扰、基体效应、浓度效应等进行了评估。在对基体效应的探究中,详细阐述了基体对硫同位素比值和硫信号值的影响。在对浓度效应的探究中,介绍了硫的浓度效应校正曲线,使得硫同位素的MC-ICP-MS测试过程更为简便快捷。

基于MC-ICP-MS测定水中铀同位素比值的富集方式对比研究

水体的铀同位素比值是反演古海洋及古大气氧化还原变化的有效手段,但是天然水样品中铀元素含量较低,需要对水体进行富集和纯化。文章将水中铀元素不同的富集方法结合UTEVA树脂柱二次分离的回收率进行比较,并对比了其相对于参考值的偏倚程度,使用多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)测定分离纯化后样品的铀同位素比值(^(235)U/^(238)U和^(234)U/^(238)U)。结果表明Ca_(3)(PO_(4))_(2)共沉淀的富集方式回收率最高(78.5%),且比值偏倚程度较小(^(235)U/^(238)U偏倚值为0.007%,^(234)U/^(238)U偏倚值为0.064%),并可以大幅度降低杂质干扰,适用于水中铀元素的富集。

镉新原子量测定计量学与 MC-ICP-MS测定水稻中的镉含量(英文)

天然镉是与铜矿共生的高挥发性元素 ,含有 8个稳定同位素。测量其同位素丰度的不确定度只能达到 0 .9%～ 4.8%。因此 ,必须按国际理论和应用化联合会原子量和同位素丰度分会 ( IUPACCAWIA)的要求来测定天然丰度镉的新镉原子量。IUPAC CAWIA要求的条件和步骤是采用高真空蒸馏法纯化浓缩镉和天然镉样品 ,测量和计算这些样品中杂质元素的含量 ,用计量学称重法制备同位素混合样品 ,用多接收电感耦合等离子体质谱 ( MC-ICP-MS)和热电离质谱 ( TIMS)测定镉的同位素比值 ,计算镉原子量并评估相关的不确定度。一些国家实验室用 MC-ICP-MS获得了稻米中镉的含量 ,可用作对照的关键参考值是 1 4 .48± 0 .0 87nmol·g- 1。

MC-ICP-MS 测定岩石标准物质的钒同位素组成

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(USGS)的标准物质面临着库存不足等问题,本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了一系列国际地质标准物质和国家地质标准物质的钒同位素组成,δ51V值的测试精度优于0.08‰。本文选取的标准物质主要来自日本地质调查局(GSJ)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(IGGE),包括一个安山岩(JA-1),三个玄武岩(JB-3、JB-1b和GBW07105),一个辉长岩(JGb-1),一个辉绿岩(GBW07123)以及一个土壤(GBW07454),钒含量范围为77~635μg/g,涵盖了目前大部分火成岩和部分土壤等天然样品含量的范围。这些标准物质除了土壤GBW07454,其他标准物质的钒同位素组成未曾被报道。经测量表明,辉长岩标准物质JGb-1具有最高δ51V值,为−1.05‰±0.08‰,安山岩标准物质JA-1具有最低δ51V值,为−0.34‰±0.06‰,其余标准物质的δ51V值变化范围为−0.72‰~−0.81‰,均落在MORB范围内。本文对这些标准物质钒同位素组成的报道,丰富了钒同位素研究的标准物质数据库,有助于未来在更多领域开展钒同位素研究。

高精度铅同位素比值MC-ICP-MS测试方法及土壤标准物质铅同位素组成

利用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)精准测定了国家土壤标准物质的铅同位素比值,研究了MC-ICP-MS测定铅同位素时的分馏效应,发现仪器存在非质量分馏效应,应用Baxter法和标准与实际样品的交叉组合法(SSB)校正仪器的质量和非质量分馏,校正后NIST SRM 981标准溶液的铅同位素比值具有较高的准确度和精确度。采用MC-ICP-MS测定了3个国家土壤标准物(GBW07564、GBW07406a、GBW07980)的铅同位素比值。对土壤进行微波消解和纯化,回收率大于98%,全流程空白小于0.22 ng。GBW07564铅同位素的^(206)Pb/^(204)Pb为19.9603±0.0303、^(207)Pb/^(204)Pb为15.7675±0.0061、^(208)Pb/^(204)Pb为39.0868±0.0264(n=9,2SD);GBW07406a铅同位素的^(206)Pb/^(204)Pb为18.8024±0.0018、^(207)Pb/^(204)Pb为15.7442±0.0025、^(208)Pb/^(204)Pb为39.1943±0.0086(n=9,2SD);GBW07980铅同位素的^(206)Pb/^(204)Pb为18.6142±0.0057、^(207)Pb/^(204)Pb为15.7378±0.0044、^(208)Pb/^(204)Pb为38.9629±0.0153(n=9,2SD)。这些土壤标准物质的^(206)Pb/^(207)Pb分别为1.2659±0.0014、1.1942±0.0001、1.1828±0.0001(n=9,2SD),^(208)Pb/^(206)Pb分别为1.9582±0.0018、2.0845±0.0003、2.0932±0.0002(n=9,2SD),大致在自然界土壤铅同位素^(206)Pb/^(207)Pb(大于1.17)、^(208)Pb/^(206)Pb(小于2.11)变化范围内,且容易获得,化学和铅同位素组成均一,适合作为监控土壤铅同位素化学及质谱分析数据可靠性的同位素土壤标准物质。

MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法

以不同浓度Li元素标准样品和K、Ca、Na、Mg、Fe单元素标准样品的混合溶液为研究对象,采用3根阳离子交换树脂（AG50 W-X8,200-400目）填充的聚丙烯交换柱和石英交换柱对Li进行分离富集,淋洗液分别为2.8 mol/L HCl、0.15 mol/L HCl以及0.5 mol/L HCl 30%乙醇,淋洗液体积小,仅为38 mL。分离回收率高,均大于97.6%。国际标样AGV-2（相对于IRMM-016）、BHVO-2（相对于IRMM-016）和IRMM-016（相对于L-SVEC）的δ7Li值分别为（5.13±0.94）‰（2σ,n=10）、（4.08±0.60）‰（2σ,n=4）和（0.038±0.73）‰（2σ,n=10）,与前人分析结果吻合,分析精度与国际同类实验室水平相当。并对比了马里兰大学同位素实验室和笔者实验室对同种岩石矿物样品的分析结果,在误差范围内具有很好的一致性。此外,对美国地质调查局提供的准标样NKT-1霞石岩（相对于IRMM-016）给出了定值,δ7Li值为（8.71±0.46）‰（2σ,n=4）。因此,本方法可用于测定天然样品的Li同位素组成。

MC-ICP-MS高精度测定Pb同位素比值

热电离质谱（TIMS）在测定Sr，Nd等同位素组成时，一般用同一元素中一对稳定同位素进行质量分校正馏。而测定铅的同位素组成时无法应用这种方法进行校正，因为其中只有^204Pb一个非放射性成因同位素，目前通常采用两种校正方法：①外部标准校正，这种方法假定样品与金属标准之间的质量分馏是一致的；②双稀释剂或三稀释剂法，这种方法与前者相比可以提高测定精度，但是该技术耗时耗力。

MC-ICP-MS准确测定地质样品中锂同位素组成

以一根阳离子交换树脂填充的石英交换柱,使用1 mol/L HNO_3/80%（V/V）CH_3OH作为淋洗液可实现对不同性质标样中Li元素的化学分离与富集;讨论了Li淋洗曲线与样品岩性和Mg：Li值的关系,建立了可靠的岩石样品的Li化学分离流程。研究发现,化学分离得到的Li接收液中残余离子不同对Li同位素准确测定的影响不同,但将残余离子浓度控制在一定范围内时（～10）,可以忽略残余离子的影响。使用5%NaCl溶液消除Li的记忆效应后,样品和标样中Li浓度和HNO_3浓度不匹配对Li同位素准确测定的影响大大降低。因此,该方法无须严格基体匹配即可进行Li同位素比值的准确测定。

基于MC-ICP-MS的稳定铜同位素分析在环境健康研究中的应用进展

铜(Cu)是人体内重要的微量金属元素之一,在许多生命过程中扮演着重要角色;同时,铜在人体内受到严格调控,其稳态与人体生理状态密切相关,许多疾病的发生往往伴随着铜代谢失衡的现象。通过监测铜稳态的细微变化,可以更精准地发现导致人体生理异常变化的因素,特别是环境因素对疾病发生及发展的影响。因此,稳定铜同位素分析在环境健康研究中具有广泛的应用前景。多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是一种强大的同位素分析质谱方法,具有适用范围广、分析精度高等优点,有效促进了铜同位素分析的发展。本文综述了非传统稳定同位素分馏机理及基于MC-ICP-MS的铜同位素分析方法,总结了铜同位素分析在环境健康研究中的主要应用,并对其前景进行展望。

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%~5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明:仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证7Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ^(7)Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数据稳定性。实验室内部标准溶液Alfa B的δ^(11)B长期测试外精度为0.19‰(2SD,n=60)。本文锂、硼同位素国际标样的测试结果与前人数据在误差范围内一致,证明了实验结论的可靠性。

多接收等离子质谱（MC-ICP-MS）测定Mg同位素初步研究

常量元素Mg的同位素比值，应用在地球化学上有重要意义。笔者采用“样品-标准”交叉技术，以国际标准SRM980、Aldrich、Rornil和实验室标准GSB作为实验材料，探讨浓度和基质效应影响，尝试建立高精度多接收等离子质谱（MG-ICP-MS）测定Mg同位素方法。相对于国际标准物质SRM980，本研究测得的国际标准物质Aldrich的δ^26Mg和δ^25Mg值分别为（2．64±0．15）‰（2σ）和（1．34±0．09）‰（2σ）；Romil的δ^26Mg和δ^25Mg值分别为（2．46±0．15）‰（2σ）和（1．27±0．08）‰（2σ）；国土资源部同位素地质重点实验室的实验室标准GSB的δ^26Mg和δ^26Mg值分别为（4．05±0．03）‰（2σ）和（2．05±0．03）‰（2σ）。

单颗粒锆石8～10μm小斑束LA-MC-ICP-MS原位微区U-Pb年龄的测定

近年来,MC-ICP-MS的出现使得同位素分析技术得到了迅速的发展(Cocherie et al.,2008),尤其是副矿物如锆石、金红石的激光(多接收)等离子质谱(LA-(MC)-ICP-MS)U-Pb定年技术的分析精度方面有了很大的进步(侯可军等,2009;谢烈文等,2008;Simonetti et al.,2006;Cocherie et al.,2008)。相对于其他定年方法,LA-(MC)-ICP-MSU-Pb定年技术有着明显的优点:制样流程简单;

钾同位素的高效分离及MC-ICP-MS高精确测定

钾(K)在地球科学、生物科学、环境科学等领域有广泛应用。为了高效地从地质、生物、环境等样品中分离纯化K并进行其同位素测定,经反复实验和优化,建立了适用于不同样品中K同位素的高效分离和多接收电感耦合等离子体质谱测定方法。选取AG 50W-X8树脂(200~400目),以0.5 mol/L HNO_(3)为淋洗液,过柱一次,即可实现K的完全纯化分离,其回收率均大于99.9%,空白(约10 ng)。对于基体元素(Li、Na、Mg、Al、V、Cr、Ca等)含量较高的样品,建议二次过柱分离纯化。分离纯化的样品在MC-ICP-MS上采用“冷等离子体+低分辨”方法进行测定。标准物质(岩石标样、煤标样和生物质标样)的测试结果与前人分析结果一致,δ^(41)K值的长期精度均好于0.06‰,且重现性较高。

MC-ICP-MS标样-样品交叉测试法测定石笋样品的^(230)Th/U年龄

借鉴国际上已经建立的方法,本研究设计了一套便捷的UTEVA树脂分离纯化U与Th的化学流程,以及多接收电感耦合等离子体质谱测量U/Th同位素的方法,用于精确测定石笋样品的230 Th/U年代。U/Th同位素的测量采用标样-样品交叉测试法(standard-sample bracketing),即在测量未知样品之前和之后分别测量标准样品的同位素,通过外部归一化和线性内插法估算测量未知样品时仪器的校正因子,如质量歧视和二次电子倍增器相对于法拉第杯的增益。为检验该方法的可靠性,本研究分析了国际U标准样品Harwell uraninite-1(HU-1)、U/Th内用标准样品MFT和已知年代石笋样品的U/Th同位素。结果显示:HU-1的δ234 U=(-1.27±2.14)‰(±2σ,n=29),该结果与国际上不同实验室的测量值在误差范围内一致。U/Th内用标准样品MFT(±2σ,n=22)的δ234 U、230 Th/238 U放射性活度比和年代平均值分别为(408.2±3.2)‰、1.002±0.003和(124.3±0.5)ka,具有较好的重现性。47个石笋样品的234 U/238 U、230 Th/238 U放射性活度比和230 Th/U校正年代的相对误差(±2σ)分别约为0.6‰、2.4‰和0.5%,与已发表数据在误差范围内吻合。

高效分离Li及其同位素的MC-ICP-MS精确测定

为了高效地从地质/环境样品中分离纯化Li元素并进行Li同位素测定,经反复实验和改良发现:采用8 m L容积(树脂体积)离子交换柱,选取AG 50W-X12阳离子交换树脂,以0.5 mol/L HNO3为淋洗液,过柱一次,并收集20~48 m L区间的淋洗液,即可一步实现Li的完全纯化分离。对于高盐样品,建议过柱两次确保Na/Li<1,以达到上机测试的要求。由多种单元素标准混合的工作溶液(IEECAS-Li)经此流程分离后,采用Neptune Plus MC-ICP-MS测量得到的δ7Li值为8.31‰±0.12‰,与未混合的标准值(8.33‰±0.20‰)在误差范围内一致。采用此流程,获得的岩石标准物质AGV-2、BHVO-2和海水标准物质NASS-6的δ7Li值(2 s.d.,n=5)也与推荐值一致,分别为6.83‰±0.75‰、4.32‰±0.33‰和31.10‰±0.60‰。由此,我们建立了一套高效分离纯化Li及其同位素的MC-ICP-MS测试程序。将该程序用到Li含量在15 ng/g^90μg/g之间的实际样品中,δ7Li的长期内精度均好于0.30‰,且重现性高,表明该方法的分析精度和准确度都达到了国际标准水平。尤为重要的是,本方法可用于精确测量含痕量Li的环境样品的Li同位素组成。

LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素的分析方法及地质应用

本研究利用Thermo Finngan Neptune型多接收等离子质谱和Newwave UP213激光剥蚀系统对两个国际锆石标准和一个实验室锆石标准进行了系统的测定。测得的TEMORA、GJ1和FM02锆石标准的^(176)Hf/^(177)Hf比值分别为:0.282700±64 (2SD,N=22),0.282008±25(2SD,N=26)和0.282967±44(2SD,N=27),该结果在误差范围内与文献报道值完全一致。采用不同的剥蚀直径对FM02锆石标准进行了对比测定,结果在误差范围内是一致的。从分析结果来看,GJ1和FM02的Hf同位素比值变化范围较小,是Hf同位素LA-MC-ICP-MS测试的理想标准锆石。文中还对四个不同地区的锆石Hf同位素进行了测定,结合前人研究,对其成因和物质来源进行了初步探讨。