氣體同位素比值測量所用的標準物質分為三類:
第一類是primary reference material或者叫 international standard。
這類標準物質可能是天然的、合成的,甚至是不存在的,它一般無法購買,只是作為國際統一的同位素刻度標尺而存在,例如:δ13C對應VPDB (Vienna-Pee Dee Belemnite) ,δ15N對應Air-N2,δ18O對應VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water) ,δ2H對應VSMOW,δ34S對應VCDT (Vienna-Canyon Diablo Troilite) 。需要說明的是VSMOW的前身是SMOW,SMOW本身是不存在的,只是人為定義它的H和O同位素δ值為0(1961年H.Craig等人定義),后來人們用蒸餾海水和普通水混合人為做出了值很接近SMOW的水樣并重新命名為VSMOW(1968年),并把它做為H和O水樣的primary reference material。18O同位素的標尺既可以是VSMOW(水溶液)也可以是VPDB(碳酸鹽樣品中的氧),二者需要經過如下公式轉化:δ18OVSMOW=(1.0309×δ18OVPDB)+ 30.9(Hut,1987)。
第二類是reference material。
這類標準物質通常是天然的或者是合成的某種化合物,并且足夠均勻,它的值是根據primary reference material標定而來,并且可以從市場上買到。目前國際上通用的同位素reference material大部分是由國際原子能機構(IAEA),美國國家標準與技術研究所(NIST),歐盟標準物質與測量研究所(IRMM)研制的。其中IAEA和NIST從1960年就開始合作共同發布標準物質,他們二者的標準物質是通用的。例如IAEA-CH-6(IAEA和NIST共同發布),GISP(IAEA和NIST共同發布),NBS18(IAEA和NIST共同發布),BCR658(IRMM發布),USGS24(IAEA和NIST共同發布)這些都是reference material。這類標準物質非常重要,通常在文獻中作為數據是否標準化的依據存在;
第三類是實驗室內部標準樣品,也叫internal laboratory standard。
這類標準物質由各個實驗室自己制備的,也稱工作標準樣品,或實驗室標準樣品。這類物質原料易得并且均一,可能與待測樣品成分接近。實驗室可以根據平時測定樣品的詳情和特征,根據標準樣品制作的規范程序,選取合適的材料進行制備,由reference material標定,并經多家比對測試后給出工作標準樣品的同位素參考值和不確定度,然后作為質譜實驗室QC使用。例如,可以選取小麥粉或玉米粉,在烘干經多個實驗室比對測試定值后即可以作為植物樣品的碳、氮同位素比值測定的QC
注:本文內容摘自于書籍“氣體同位素質譜分析300問”,曹亞澄等編著,科學出版社,2020年11月。書中第292問,回答者馬瀟。