Sr同位素是环境科学、水文地球化学研究重要的示踪剂，通过测定不同水体储库中的Sr同位素比值 (87Sr/86Sr)，有助于认识区域水文地球化学、流域盆地岩石风化速率、地下水的水岩作用等重要地球化学过程，因此Sr同位素在上述研究领域具有广泛的应用前景。热电离质谱仪（TIMS）是进行Sr同位素分析最准确的技术手段，然而，TIMS测定对样品纯度要求较高，为了克服基体元素和同质异位素干扰，传统技术需要采用阳离子树脂（AG50W或Sr Spec）交换技术从水样中分离出高纯的Sr组分，然后对其进行测试。繁琐的样品前处理需要消耗大量实验资源（树脂、试剂、人工操作）和制备时间，大大制约了这一方法的广泛应用。
中科院地质地球所固体同位素实验室李潮峰高级工程师及其合作者，通过大量条件实验，建立了TIMS直接测定水样Sr同位素比值分析技术，该方法无需样品前处理，仅需简单样品浓缩即可进行测试，显著提高了实验效率，降低了实验成本。该方法需把握三个技术关键点：1、严格控制样品用量（2～4 ng Sr）以降低基体元素对Sr+信号的抑制；2、由于取样量较小，故采用装配高灵敏度1012欧姆高阻放大器的法拉第杯接收87Sr和86Sr信号；3、采用Re带作为灯丝材料，在获得最佳Sr+灵敏度的同时，可显著抑制水样中微量Rb+的发射，消除了潜在的87Rb同质异位素对87Sr的干扰。为验证该方法的适用性和准确度，他们还研究分析了基体组成和Sr元素浓度都变化较大的不同类型的天然水样（河水、湖水、饮用水、雨水和雪水），大多都获得了良好的分析精度（0.003～0.005%，2 RSE），但具有高Ca/Sr比（≥700）的水样，由于Ca对Sr信号的强烈抑制而无法获得满意的测试精度。
图1 技术方案图
该方法近期发表在国际知名分析化学期刊Analytical Chemistry(Li et al. Direct High-Precision Measurements of the Sr-87/Sr-86 Isotope Ratio in Natural Water without Chemical Separation Using Thermal Ionization Mass Spectrometry Equipped with 10(12) Omega Resistors. Analytical Chemistry, 2015, 87: 7426-7432)。