同位素比质谱仪（IRMS）的核心功能是精确测定样品中稳定同位素的比值（如δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O等），而标样的选择与校准是保证数据准确性、可靠性和可比性的关键。以下从标样选择原则、核心校准标准、使用规范三方面详细解析。  

 一、同位素比质谱仪标样选择的核心原则  

标样需满足“基准统一、基质匹配、范围覆盖、溯源可靠”四大原则，具体如下：  

 1. 与分析目标同位素类型匹配  

不同同位素（如碳、氮、氧、氢、硫）有专属的标样体系，需根据实验需求针对性选择。例如：  

- 碳同位素分析需选择碳标样（如IAEA-CH-6、NIST 8542）；  

- 氮同位素分析需选择氮标样（如IAEA-N-1、NIST 8548）；  

- 氧/氢同位素分析需选择水或气体标样（如VSMOW、IAEA-OH-1）。  

 2. 同位素比值范围覆盖样品矩阵  

标样的同位素比值需覆盖待分析样品的可能范围，避免外推误差。例如：  

- 若样品为植物（δ¹³C通常在-30‰~-10‰），需选择比值在该区间内的标样（如IAEA-CH-6的δ¹³C为-10.45‰，NIST 8573的δ¹³C为-24.72‰）；  

- 若样品为高盐环境沉积物（δ¹⁸O可能偏离常规范围），需额外选择高/低值标样扩展校准范围。  超声波清洗机,质谱分析仪器,医用冷藏箱

 3. 基质与样品尽可能一致  

标样的物理状态（固体、液体、气体）和化学基质需与样品接近，减少基质效应干扰。例如：  

- 分析液体样品（如河水、血液）时，优先选择液体标样（如VSMOW水标样）；  

- 分析固体有机样品（如土壤、植物干样）时，选择固体有机标样（如IAEA-600咖啡因标样）；  

- 分析气体样品（如CO₂、N₂）时，选择气体标样（如IAEA-CO-1气体标样）。  

 4. 具备权威认证与溯源性  

标样需来自国际公认的权威机构，确保比值经过严格校准且可溯源至国际基准。主流权威标样来源包括：  

- 国际原子能机构（IAEA，如IAEA系列标样）；  

- 美国国家标准与技术研究院（NIST，如NIST SRM系列标样）；  

- 国际计量局（BIPM）或各国国家计量院（如中国计量科学研究院NIM标样）。  

 5. 稳定性与均匀性达标  

标样需具有化学稳定性（无挥发、无分解）和同位素均匀性（同一标样不同批次或分装的比值差异＜0.1‰），避免因标样自身波动导致校准偏差。  

 二、同位素比质谱仪核心校准标准体系  

不同同位素的分析依赖于国际通用的基准标样，以下是常见同位素的核心校准标准及应用场景：  

 1. 碳同位素（δ¹³C）  

- 国际基准标样：VPDB（虚拟标样，维也纳皮迪组灰岩），是全球碳同位素比值的参考基准。  

- 常用工作标样：IAEA-CH-6（蔗糖标样，δ¹³C为-10.45‰）、NIST 8542（蔗糖标样，δ¹³C为-16.49‰）、NIST 8573（石墨标样，δ¹³C为-24.72‰）。  

- 应用场景：有机物（如植物、土壤有机质）、碳酸盐岩、大气CO₂等样品的碳同位素分析。  

 2. 氮同位素（δ¹⁵N）  

- 国际基准标样：AIR（大气氮，δ¹⁵N定义为0‰），所有氮同位素比值均相对于大气氮计算。  超声波清洗机,质谱分析仪器,医用冷藏箱

- 常用工作标样：IAEA-N-1（硝酸铵标样，δ¹⁵N为+0.4‰）、IAEA-N-2（硝酸铵标样，δ¹⁵N为+20.3‰）、NIST 8548（硝酸钾标样，δ¹⁵N为+4.7‰）。  

- 应用场景：土壤、植物、水体硝酸盐、动物粪便等样品的氮同位素分析。  

 3. 氧同位素（δ¹⁸O）  

- 国际基准标样：VSMOW（标准平均海水，δ¹⁸O定义为0‰），是氧同位素的核心参考标准。  

- 常用工作标样：IAEA-OH-1（水标样，δ¹⁸O为-15.3‰）、IAEA-OH-2（水标样，δ¹⁸O为-71.3‰）、NIST 19（碳酸盐标样，δ¹⁸O为-2.2‰）。  

- 应用场景：水体（河水、海水、地下水）、碳酸盐矿物、硫酸盐、植物叶片等样品的氧同位素分析。  

 4. 氢同位素（δ²H）  

- 国际基准标样：VSMOW（标准平均海水，δ²H定义为0‰），与氧同位素共享基准体系。  

- 常用工作标样：IAEA-CH-7（聚乙烯标样，δ²H为-100.3‰）、NIST 30（水标样，δ²H为-149.0‰）、IAEA-TR-2（甘油标样，δ²H为-49.1‰）。  

- 应用场景：水体、有机物（如油脂、碳水化合物）中的氢同位素分析。  

 5. 硫同位素（δ³⁴S）  

- 国际基准标样：VCDT（维也纳峡谷陨石硫，δ³⁴S定义为0‰），是硫同位素的全球参考标准。  

- 常用工作标样：IAEA-S-1（硫化银标样，δ³⁴S为-0.3‰）、IAEA-S-2（硫化银标样，δ³⁴S为+22.6‰）、NIST 8553（硫酸钡标样，δ³⁴S为+12.0‰）。  

- 应用场景：硫化物矿物、硫酸盐、生物体硫（如植物、动物组织）等样品的硫同位素分析。  

 三、标样使用与校准规范  

即使选择了合适的标样，若操作不规范仍会导致数据偏差，需严格遵循以下规范：  

 1. 标样的保存与预处理  

- 物理保存：固体标样需密封避光，避免吸潮或氧化（如有机标样需冷藏于-20℃）；液体标样需防止蒸发（如密封瓶+低温保存）；气体标样需专用高压气瓶储存，避免泄漏。  

- 预处理一致性：标样与样品需经过相同的前处理流程（如纯化、衍生化）。例如，分析土壤氮同位素时，标样与样品需同时经过Kjeldahl消化法转化为铵盐，避免前处理差异引入误差。  

 2. 校准曲线的建立规范  

- 多点校准：至少使用3个不同比值的标样建立校准曲线，覆盖样品可能的比值范围，避免单点校准的局限性。例如，碳同位素分析可选用δ¹³C分别为-40‰、-20‰、0‰的标样。  

- 标样间隔插入：正式分析样品时，每10~20个样品插入1个标样（质量控制样），监测仪器漂移。若标样测定值与理论值偏差＞0.2‰，需重新校准仪器。  

 3. 仪器校准频率与验证  

- 日常校准：每日开机后需用工作标样校准仪器灵敏度、基线和比值稳定性，确保仪器状态稳定。  

- 定期溯源校准：每3~6个月需用国际一级标样（如IAEA标样）对实验室工作标样进行校准，更新工作标样的比值，保证溯源链完整。  

- 交叉验证：通过不同来源标样（如同时使用IAEA和NIST标样）交叉验证，若结果偏差＞0.15‰，需排查标样是否变质或仪器故障。  

 4. 标样使用的细节注意事项  

- 标样需在有效期内使用，过期标样可能因化学变化导致同位素分馏；  

- 固体标样称量时需避免污染（如使用专用称量勺，避免接触皮肤或空气污染物）；  

- 液体标样稀释时需使用高精度移液枪，确保稀释比例准确，避免同位素分馏；  

- 记录标样信息：详细记录标样编号、批次、使用日期、测定值等，便于数据追溯。  

 四、总结  

同位素比质谱仪的标样选择与校准是数据质量的“生命线”，核心在于“选对标样、规范使用、定期溯源”。需根据分析目标同位素类型、样品基质和比值范围，选择权威认证的标样，并通过严格的保存、预处理、校准流程，确保测定结果的准确性和可比性。对于高要求的研究（如国际对比实验），还需参与实验室间比对，进一步验证标样校准的可靠性。