新闻动态王桂琴等-ACA：高精度静态测定187Os, 186Os, 和 184Os
——使用NTIMS的1013 Ω放大器和CDDs
在宇宙化学和地球化学研究中，准确测定184Os/188Os，186Os/188Os和 187Os/188Os的比值至关重要。因为它们分别与184Os-180W、190Pt-186Os 和187Re-187Os 同位素体系相关。187Re-187Os 同位素体系是直接确定铁陨石、金属矿床、油气和沉积地层绝对年龄的不可替代的定年工具。190Pt-186Os同位素体系作为示踪行星核-幔相互作用的重要手段近二十年尤其受到关注。184Os-180W同位素体系是核形成、硅酸盐分异、后期吸积过程等重要地质过程的示踪剂和计时器。同时，184Os是p过程同位素，因此也是太阳系早期p过程同位素分布研究的重要手段。然而，精确测定184Os/188Os，186Os/188Os和 187Os/188Os比值却是一项艰巨的任务，因为这些同位素的自然丰度非常低，如184Os的自然丰度仅为0.0002%，分异行星的幔物质中Re，Pt，Os 和 W元素的含量也比地球地幔更低。另一个挑战是，对于一些珍贵样品，可用于研究的样品量很少(如珍贵的月球，火星或古老的、地球深部的样品等)。到目前为止，对于Os总量为<1 ng或186OsO3ˉ 和 187OsO3ˉ离子束强度<150 mV的样品，仍没有一种高精度测定方法可以同时获得以上三种比值，这极大地阻碍了太阳系演化过程的研究。综上所述，目前亟需发展一项新的技术以满足这类样品Re-Os、Pt-Os和Os-W 同位素体系的研究。
在过去的研究中，大多数测定方法是使用热电离质谱负离子模式(NTIMS)或多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)的FCs联接传统的1011 Ω放大器。当184OsO3的信号低于0.1 mV时，FC联接1011 Ω 放大器则无法识别184OsO3的信号，对186OsO3和 187OsO3 信号 < 50mV的测定也无法获得高精度数据。近年来，随着1012 Ω 和1013 Ω 放大器的出现，国际同类实验室开发了几种应用这些新型配置的Os同位素测定的NTIMS方法。因仪器配置FCs个数的限制，这些方法都无法实现同时测定Os的7个同位素和O的三个同位素，而这对测定的准确度和精度都十分重要。
中国科学院广州地球化学研究所王桂琴博士团队建立了一种新的静态测定方法，组合利用 NTIMS的法拉弟杯(FCs)、1012和1013 Ω 放大器，以及离子计数器(CDDs)，实现了静态地同时地测定7个Os同位素的三氧化物、198PtO2和195PtO3 (监测 PtO2和PtO3的干扰)、192Os16O217O和192Os16O218O (计算O 同位素组成)。这一新的静态测定方法不仅避免了仪器在分析过程中的非线性信号变化引起的误差，而且实现了对运行中氧同质异位干扰的准确消除，提高了小样量/低信号样品的184Os/188Os，186Os/188Os和 187Os/188Os比值精度。使测定样量减少到传统方法的1/5以下仍可获得高精度数据。这一新的方法尤其适用于小样量/低含量样品的高精度Os同位素测定。
方法亮点：
1. 组合使用FCs和CDD实现丰度相差极大的全部Os同位素测定；
2. 静态测定所有Os同位素和O同位素组成，并同时监控干扰元素。
研究成果以High-precision simultaneous measurement of 187Os, 186Os, and 184Os using 1013 ohm amplifiers and CDDs on NTIMS为题发表于《Analytica Chimica Acta》 (G. Wang* (王桂琴), Y. Zeng(曾玉玲), L. Qi (漆亮), W. Liu(刘文贵), J. Xu(许继峰), Analytica Chimica Acta，1278 (2023) 341721. DOI：10.1016/j.aca.2023.341721)。该研究获得了国家重点研发计划项目、中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目、国家自然科学基金项目和国家国防科技工业局深空探测预研究项目等的支持。
杯结构和接收器组合优势图
