稀土穩(wěn)定同位素是新興的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系，有望為探索天體形成、地殼演化、稀土成礦和海洋沉積等稀土循環(huán)提供新的信息。特別是Eu穩(wěn)定同位素可能是破解Eu異常與“氧化還原條件”和“晶體化學(xué)效應(yīng)”之間聯(lián)系的關(guān)鍵。然而，目前已有的Eu同位素分析技術(shù)精度仍然不夠高（2SD > 0.1‰），使得Eu穩(wěn)定同位素在探索上述科學(xué)上難以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)這一技術(shù)性難題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所吳昊博士生、白江昊博士后在韋剛健研究員指導(dǎo)下，基于前期研發(fā)的高精度Ce-Nd-Sm同位素分析技術(shù)，繼續(xù)對(duì)高精度Eu同位素展開了攻關(guān)。經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基于AG 50W-X12+TODGA樹脂的聯(lián)合化學(xué)分離技術(shù)，完全可以實(shí)現(xiàn)單一稀土元素Eu的化學(xué)提純，特別是該方法能夠有效地將Eu從干擾元素（如鋇（Ba）、釹（Nd）、釤（Sm）和釓（Gd））中分離出來，并能同時(shí)保證高回收率（99.4 ±?0.4%）和低空白（< 20pg）（圖1）。此外，采用不同的巖石類型和上樣量，Eu的洗脫曲線沒有發(fā)生明顯的漂移，證明了新方案的有效性。
圖1 Eu與其它稀土元素分離的淋洗曲線
圖2 Eu穩(wěn)定同位素的外部重現(xiàn)性
????在Eu同位素測(cè)試方面，首次將Nd內(nèi)標(biāo)法應(yīng)用于校正質(zhì)譜測(cè)量（Nu 1700 MC-ICP-MS）過程中的質(zhì)量歧視效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定Eu同位素組成δ153/151Eu的長期外部精度優(yōu)于±0.04‰?(2SD)（圖2），這比現(xiàn)有分析方法的精度提高了2-5倍。在此基礎(chǔ)上，測(cè)定了多種地質(zhì)參考物質(zhì)的Eu同位素組成，發(fā)現(xiàn)正長巖具有低的δ153/151Eu值（-0.14?±?0.04‰），暗示著Eu穩(wěn)定同位素是示蹤巖漿演化的潛力指標(biāo)。綜上，新建立的高精度Eu同位素分析技術(shù)將極大推動(dòng)Eu穩(wěn)定同位素地球化學(xué)的發(fā)展。
圖3 地質(zhì)參考物質(zhì)的穩(wěn)定Eu同位素組成
圖4 ????封面論文
相關(guān)成果發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Analytical Chemistry》（Nature Index）上，并入選了封面論文（圖4）。該研究受到國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目、博新計(jì)劃、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目、博士后面上項(xiàng)目和中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長基金項(xiàng)目等聯(lián)合資助。
論文信息：Wu H(吳 昊).,Bai J. H(白江昊)*.,Liang X. R(梁細(xì)榮).,Lu X. B(盧錫濱).,Deng Y. N(鄧義楠).,Li M(李 明).,Ma J.L(馬金龍).,Wei G.J(韋剛健). A Chromatographic Approach for High-Precision Eu Isotope Analysis. Analytical Chemistry,?2024,96,15102-15107.
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c03775
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