非传统稳定同位素地球化学是国际地学领域的新兴方向，近年发展迅速。硼（B）作为非传统稳定同位素重要一员，因 “δ¹¹B-pH proxy”技术而著名。该技术的核心是利用海洋生物碳酸盐（珊瑚、有孔虫等）的B同位素组成反演海水pH，恢复当时大气CO₂含量，进而推测古气候的变化，一直是国际同位素地球化学研究的热点之一。 

　　高精度测定B同位素主要有热电离同位素质谱法（TIMS）和多接收电感耦合等离子体质谱法（MC-ICP-MS）两种。相对于TIMS，MC-ICP-MS前处理相对简单，测试速度快，逐渐成为B同位素测试的主流方法。然而，B的记忆效应一直是困扰MC-ICP-MS高精度测定B同位素的难题。当MC-ICP-MS 测完一个样品后会进入清洗阶段，仪器吸取清洗液冲洗进样系统，一般元素使用2% HNO₃ 冲洗数分钟后，其强度很快降回空白水平，但是常规清洗需要很长时间后（＞20 分钟）才能将B降低到背景浓度，因此影响测试效率和测定精度。 

　　消除B的记忆效应，主要有三种方法：（1）使用不同的清洗溶液，通过与B结合达到清洗的目的，常用的洗液有HNO₃、HF、氨水、甘露醇、Triton 100、EDTA和水等；（2）直接进样，即B不在雾化室停留直接进入到仪器；（3）雾化器通入氨气，通过抑制B的信号来达到消除B的记忆干扰。相比而言，第一种方法最为简单，且容易操作，而后两种方法都需要配置专门的进样系统。然而，找到合适的、能有效消除记忆效应的洗液是利用MC-ICP-MS测定B同位素梦寐以求的。 

　　针对这一难题，中国科学院地球环境研究所贺茂勇副研究员与邓丽工程师等人，在实验室负责人金章东研究员鼓励和支持下，通过长达三年的实验，对近20多种清洗液的清洗效果进行测定和评估，终于筛选出合适的洗液。 

　　通过实验对比发现，清洗液可以分为两类，一类清洗液是不含F^-，比如硝酸、氨水、甘露醇、Triton 100、EDTA和水等，这一类不含F^-的清洗液，虽然在ICP-MS/AES 上作用明显，但是在MC-ICP-MS上却收效甚微；另一类是含有F^-的清洗液，比如HF和NaF。这类清洗液，对B的清洗，不仅在ICP-MS/AES上效果明显，且适合MC-ICP-MS。 

　　对HF和NaF进一步实验表明， HF只有浓度足够大，才能达到较好清洗效果，但是高浓度的HF不仅对仪器影响较大，且对工作人员操作要求高，不适合在MC-ICP-MS精密仪器上长时间使用。和HF相比，NaF则相对安全。通过对比不同浓度的NaF，当采用0.6 mg g^-1 NaF（1% HNO₃）作为清洗液时，可以有效消减MC-ICP-MS 测定B的记忆效应 （图1）。清洗时间从以前的20多分钟以上，快速降低到4分钟，且能够使样品的分析精度稳定在0.3‰以内。目前已在实验室建立了完善的测试流程，该流程不仅可以提高MC-ICP-MS 测定B同位素效率，更重要的是大大改善了MC-ICP-MS 测定B同位素比值结果的稳定性和准确性。

　　图1.  不同NaF浓度对MC-ICP-MS测定B同位素清洗效果

　　该成果发表在国际期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry上。该研究受国家自然科学基金项目资助。 

　　论文信息：He Mao-Yong, Deng Li, Lu Hai, Jin Zhang-dong. Elimination of boron memory effect for rapid and accurate boron isotope analysis by MC-ICP-MS using NaF. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2019, 34: 1026-1032.  

　　原文链接： 

　　https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ja/c9ja00007k#!divAbstract