在中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院广州地球化学研究所副研究员郭炀锐和博士生郭羽翯等科研人员，自主研发出碳酸盐双团簇同位素全自动分析系统，并与253 Plus同位素比值质谱仪联用实现在线测试。相关成果近日发表于《地质标准与地质分析研究》（Geostandards and Geoanalytical Research）。

碳酸盐双团簇同位素是近些年发展起来的新型同位素技术，属于目前碳酸盐团簇同位素地球化学研究领域的技术前沿。相比于单团簇同位素（Δ₄₇）体系，双团簇同位素（Δ₄₇–Δ₄₈）可识别并校正碳酸盐动力学相关的同位素不平衡分馏，从而获得更精准的团簇同位素温度重建结果。利用Δ₄₇和Δ₄₈的分馏关系，还能区别碳酸盐形成机制以及为示踪成岩蚀变温度提供额外约束。

尽管双团簇同位素技术在地球科学领域具有重要应用前景，但是当前该技术方法面临两大研究瓶颈：一是，商用分析系统设备和维保成本高昂；二是，传统手动样品制备流程繁琐、人为干扰影响大，严重限制了该技术的广泛应用。此外，针对Δ₄₈目前常用的固体碳酸盐参考标准是否能有效实现实验室间数据的一致性还有待检验。

前处理系统实图。研究团队供图

针对上述难题，研究人员自主研发了前处理在线分析系统。该系统整合了可编程逻辑控制器（PLC）与酸解装置、低温纯化及温度控制单元，实现了最少人工干预下的连续自动化分析。该系统采用简易化硬件设计，不仅成本可控，还具备高度灵活性，可根据不同研究需求进行定制化改造，适配其他同位素分析体系。

研究人员通过一系列碳酸盐参考物质（包括实验室自制碳酸钡BSD-1、BSD-2及ETH-1/2/3/4、GU-1、C1、C2等国际通用标准物质）进行测试，表现出优异的数据分析重复性：Δ₄₇值的标准偏差范围为0.003‰–0.023‰（1 SD），Δ₄₈值为0.029‰–0.078‰（1 SD）。经数月稳定性验证，不同分析周期的归一化数据未出现显著漂移，进一步证实了系统的可靠性能。

研究人员将部分国际通用标样的实测数据与已发表结果进行对比，发现基于固体碳酸盐（未使用平衡气体标准）的归一化方法有望实现不同实验室间Δ₄₈数据的一致性，为解决该领域目前存在的实验室间数据可比性难题提供了新方案。

研究人员指出，该分析系统的研发成功，不仅大幅提升了双团簇同位素分析的效率和数据可靠性，还降低了技术门槛，使更多实验室能够根据该研究提出的搭建方法开展相关研究，有望促进双团簇同位素技术在古气候重建、地质过程示踪等领域中发挥重要作用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/ggr.70041