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在探索地球環境演化、溯源環境污染、發展核能技術的科學征途中,同位素猶如在大自然留下的“指紋”,記錄著物質遷移和轉化的深層密碼,而同位素標準物質則是破譯密碼的“基準”。當前,隨著前沿科學研究的不斷深入,構筑國家測量基石,已成為保障國家科學數據主權、提升國際科技話語權的關鍵所在。
為此,中國科學院地球環境研究所金章東研究員團隊聯合國內相關單位正有計劃地、有步驟地、分階段地推進“中國同位素標準庫”的系統化建設。這一宏大工程旨在從根本上扭轉關鍵測量基準長期依賴進口或處于空白的局面,通過逐個攻克關鍵元素的同位素定值難題,最終打造出一個獨立自主、門類齊全、國際互認的同位素量值溯源體系,為國家的科技創新與產業升級提供堅不可摧的底層支撐。
近日,由中國科學院地球環境研究所和中國計量科學研究院等單位共同研制的“NIM-RM2723~NIM-RM2725銻(Sb)同位素組成(δ123Sb)溶液標準物質”正式發布(圖1,規格:5 mL/瓶)。這不僅填補了國內外在Sb同位素標準物質領域的長期空白,更為我國同位素標準家族增添了新成員。
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圖1. 三種δ123Sb同位素溶液標準物質
Sb作為一種重要的變價元素,其同位素組成對于各類過程有敏感的響應,在環境科學、地球化學、礦床學、天體及行星科學乃至核工業等領域,Sb同位素示蹤技術正展現出巨大的應用潛力。然而,長期以來,國際上始終缺乏公認的Sb同位素標準物質。這種困境致使全球實驗室間的測量數據難以橫向比對,嚴重制約了全球同位素儲庫的確立與相關學科的深入研究。
為破解這一國際難題,中國計量科學研究院、中國科學院地球環境研究所以及中國科學院地球化學研究所,聯合西北大學、法國巴黎地球物理學院(IPGP)、天津大學、桂林理工大學、中國科學院青海鹽湖研究所及東華理工大學共9家國內外頂尖實驗室,采用多接收電感耦合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS),結合樣品-標準間插法(SSB)和復合樣品-標準間插與內標校正法(C-SSBIN)兩種質量偏倚校正方法,成功研制出包含“零值、正值和負值”在內的一套三種δ123Sb值溶液標準物質。鑒于國際上尚無公認的Sb同位素標準物質,研制團隊創新性地將最接近天然δ123Sb的標準物質定義為“零點”標準物質,其余兩種標準物質相對于該零點的δ123Sb值分別為-0.82±0.05‰和+1.02±0.05‰(表1)。該標準物質溶液中Sb濃度約為100 mg/L,介質為15%硝酸,包裝采用高密度聚乙烯瓶,每瓶5 mL。
表1. δ123Sb值溶液標準物質推薦值及不確定度
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該標準物質研制過程嚴格參照JJF1343-2022標準完成的均勻性檢驗、12個月的穩定性檢驗,以及極端溫度(-20℃及+60℃)下的短期穩定性檢驗。所有的檢驗均顯示該套標準物質具有良好的均勻性與穩定性,完全滿足高精度測量的要求。
從“受制于人”到“自主可控”,再到“填補空白、引領國際”,首套Sb同位素標準物質的問世,是中國科學家在同位素基礎測量領域攀登科技高峰的又一個生動縮影。未來,隨著“中國同位素標準庫”計劃的有序推進,我國將逐步補齊更多關鍵元素的標準短板,串珠成鏈、聚沙成塔。這不僅將為全球科學界提供更多可靠的“中國標尺”,更將為構建高水平科技自立自強注入源源不斷的創新動力。
以上研究產品已在國家標準物質資源共享平臺進行共享,研究工作受到國家自然科學基金面上基金(42573031,42573033)、黃土科學全國重點實驗室培育項目、中國科學院蘭州大型儀器區域中心項目等共同資助。
相關產品信息如下:
NIM-RM 2723:
https://www.ncrm.org.cn/Web/Ordering/MaterialDetail?autoID=46099
NIM-RM 2724:
https://www.ncrm.org.cn/Web/Ordering/MaterialDetail?autoID=46100
NIM-RM 2725:
https://www.ncrm.org.cn/Web/Ordering/MaterialDetail?autoID=46101
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