The Role of Isotopic Reference Materials for the Analysis of "Non-Traditional" Stable Isotopes

John R. de Laeter

Department of Applied Physics, Curtin University, GPO Box U1987, Perth, 6845 Western, Australia
*Corresponding author. e-mail: J.DeLaeter@curtin.edu.au

Abstract
The advent of multiple collector-inductively coupled plasma-mass spectrometry has provided an impetus to the study of isotope abundance variations in natural materials. In particular, the study of "non-traditional" stable isotopes has revealed isotope fractionation variations caused by a range of physiochemical and biological mechanisms. The magnitude of these variations may be < 1 per mil per mass unit, but are significant in terms of the experimental uncertainties involved, provided rigorous mass spectrometric protocols are followed. The double spike technique can be used effectively to evaluate isotope fractionation effects for both multiple collector-inductively coupled plasma-mass spectrometry and thermal ionisation mass spectrometry. The demanding nature of this research implies the need for internationally-accepted reference materials so that interlaboratory comparisons can be made with confidence. At present, isotopically certified reference materials are unavailable for many elements, including Cu, Zn, Mo and Cd, and it is important that this situation be rectified as soon as practicable. Until such time as isotopically certified reference materials become available for every element, stable isotope geochemists should adopt a common reference material as the standard for each element so that rigorous interlaboratory comparisons can be made.

Keywords: double spiking, isotope fractionation, mass spectrometry, reference materials, stable isotopes.

Résumé
L'arrivée de la spectrométrie de masse à plasma induit couplée à un système de multi-collection (MC-ICP-MS) a donné une impulsion aux études des variations de compositions isotopiques dans les matériaux naturels. En particulier l'étude des isotopes stables "non traditionnels " a montré l'existence de fractionnements isotopiques variés dûs à tout un ensemble de mécanismes physico-chimiques et biologiques. L'amplitude de ces variations, bien que < 1 pour mille par unité de masses, est significative par rapport aux incertitudes expérimentales associées si des protocoles rigoureux d'analyse de spectrométrie de masse sont appliqués. La technique du double spike peut être très efficace pour évaluer les effets des fractionnements isotopiques existant à la fois en MC-ICP-MS et en spectrométrie de masse par thermo-ionisation (TIMS). La nature très exigeante de cette recherche implique le besoin de développer des matériaux de référence acceptés internationalement pour que les comparaisons entre laboratoires puissent être faites en toute confiance. Actuellement, pour beaucoup d'éléments tels que Cu, Zn, Mo et Cd, il n'existe pas de matériaux de référence certifiés isotopiquement et il faut résoudre ce problème le plus rapidement possible. Et en attendant qu'un tel matériau certifié de référence existe pour chaque élément, les géochimistes travaillant sur les isotopes stables doivent adopter un matériau commun de référence, comme standard pour chaque élément afin que des comparaisons inter-laboratoire rigoureuses puissent être faites.

Mots-clés : double spike, fractionnement isotopique, spectrométrie de masse, matériau de référence, isotopes stables.

Received 18 Mar 04 - Accepted 19 Jul 04

Geostandards and Geoanalytical Research
Vol. 29 No. 1 pp. 53-61 (2005)



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