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本报讯 在探索地球环境演化、追踪环境污染来源、服务核能技术发展等前沿科学领域,同位素被誉为大自然留下的“指纹”,记录着物质迁移、转化与循环的深层信息。而要精准“读懂”这些自然密码,离不开统一、可靠、可追溯的标准物质体系。近日,我国在这一关键基础领域取得重要突破——由中国科学院地球环境研究所联合中国计量科学研究院等单位共同研制的NIM-RM2723~NIM-RM2725锑(Sb)同位素组成(δ¹²³Sb)溶液标准物质正式发布,标志着我国在同位素基础测量领域迈出具有里程碑意义的一步。
这一成果不仅填补了国内外锑同位素标准物质长期空白,也为我国正在推进的“中国同位素标准库”建设增添了关键一环。
破解国际科学测量“卡脖子”难题
同位素标准物质是现代分析测试与高精度科学测量的重要基础,相当于科学界共享的“统一标尺”。长期以来,在部分关键元素同位素测量领域,国际上缺乏统一标准,甚至完全处于空白状态,导致不同实验室之间的数据难以比对,科研成果难以互认,严重制约相关学科发展。
锑(Sb)便是其中典型代表。
作为一种重要的变价元素,锑在自然界中广泛参与地球化学循环,其同位素组成对氧化还原过程、矿床形成机制、污染迁移路径等变化极为敏感,因此在环境科学、地球化学、矿床学、行星科学以及核工业等领域具有广阔应用前景。
然而,由于长期缺乏国际公认的锑同位素标准物质,全球相关研究始终面临“没有统一标尺”的困境。
“标准缺失,不仅意味着实验数据难以横向对比,更影响全球锑同位素数据库建设与科学共识形成。”相关科研人员表示。
九家实验室联合攻关,打造“中国标尺”
为破解这一国际性难题,中国科学院地球环境研究所金章东研究员团队联合中国计量科学研究院、中国科学院地球化学研究所,以及西北大学、天津大学、桂林理工大学、中国科学院青海盐湖研究所、东华理工大学,并携手法国巴黎地球物理学院(IPGP)等共9家国内外高水平实验室,开展联合技术攻关。
研究团队采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),结合**样品-标准间插法(SSB)与复合样品-标准间插结合内标校正法(C-SSBIN)**两种先进质量偏倚校正方法,成功构建出一套完整的锑同位素标准体系。
值得关注的是,由于国际上尚无公认的锑同位素标准物质,科研团队创新性提出“零点标准”概念——将最接近天然锑同位素组成的标准物质定义为基准零点,其余两种标准物质分别相对于该零点设定为:
δ¹²³Sb = -0.82 ± 0.05‰
δ¹²³Sb = +1.02 ± 0.05‰
从而形成“负值—零值—正值”的完整标准体系。
此次发布的标准物质锑浓度约为100 mg/L,介质为15%硝酸,采用高密度聚乙烯瓶封装(5 mL/瓶),可满足高精度实验测试需求。
严格验证,达到高精度应用要求
标准物质的核心价值,不仅在于“有”,更在于“准”和“稳”。
据介绍,本次标准物质研制严格依据国家计量技术规范 JJF 1343—2022 开展系统验证,包括:
均匀性检验
长达12个月稳定性检验
极端环境短期稳定性测试(-20℃至+60℃)
结果显示,这套锑同位素标准物质在不同储存和运输条件下均保持良好稳定性与一致性,完全满足高精度同位素测量要求。
这意味着我国不仅实现了“从无到有”的突破,更实现了高质量、高可靠性的自主供给。
“中国同位素标准库”建设加速推进
这一成果背后,是我国基础科学测量能力系统提升的重要布局。
当前,中国科学院地球环境研究所金章东研究员团队正联合国内相关单位,按照“有计划、有步骤、分阶段”的总体部署,推进“中国同位素标准库”系统化建设。
这一计划旨在逐步攻克关键元素同位素标准定值难题,构建自主可控、门类齐全、国际互认的国家同位素量值溯源体系,从根本上改变我国关键测量基准依赖进口或长期空白的局面。
业内专家认为,同位素标准物质不仅是科研基础设施,更是国家科技竞争力的重要体现。
从环境污染精准溯源,到深地资源探测;从核工业技术支撑,到空间与行星科学研究,这些看似微小的“标准样品”,实际上支撑着国家重大科技创新体系的底层逻辑。
此次锑同位素标准物质的发布,不仅是一项科研成果,更是一把“中国制造”的科学标尺。
未来,随着“中国同位素标准库”持续扩容,我国有望为全球科学界提供更多高质量的“中国标准”,进一步提升我国在国际科学计量与基础测量领域的话语权。
据悉,该成果已在国家标准物质资源共享平台上线共享。相关研究获得国家自然科学基金、黄土科学全国重点实验室培育项目、中国科学院兰州资源环境科学大型仪器区域中心专项等支持。
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GMT+8, 2026-5-30 02:42
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