《Scientific Data》：JCp-1-NP: New and compiled LA-ICP-MS elemental compositional data of the nano-powdered reference material
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摘要：JCp-1-NP是一种商业销售的压制纳米粉末球粒碳酸钙参考物质。它在激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析中被广泛用作基体匹配参考物质，但其组成尚未被充分记录。在本研究中，研究人员通过分析三个不同实验室测得的20个元素与Ca的比值，报告
摘要：JCp-1-NP是一种商业销售的压制纳米粉末球粒碳酸钙参考物质。它在激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析中被广泛用作基体匹配参考物质，但其组成尚未被充分记录。在本研究中，研究人员通过分析三个不同实验室测得的20个元素与Ca的比值，报告了该球粒的组成不确定度。该实验室间比对数据集经过异常值校正，提供了对该纳米粉末压片组成及长期稳定性的稳健评估。此外，研究人员还汇编了迄今为止所有已公开的使用该参考物质的组成数据。该数据集可在Figshare存储库在线获取。
论文解读文章
**研究背景与问题**
在古气候学和生物矿化研究领域，由日本地质调查局（GSJ）发布的碳酸盐参考物质“JCp-1”（GSJ CRM JCp-1）是最常用且表征最充分的参考物质（RM）。它既可用于溶液法整体分析，也可被再加工成纳米颗粒压制粉末球粒，用于激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）直接固体分析。商业销售的JCp-1-NP（myStandards GmbH）即是由原始JCp-1参考物质（来源于造礁石珊瑚Porites sp.骨骼）制成的纳米颗粒碳酸钙压片。由于研磨过程中可能引入污染，其组成可能与原始物质存在差异。尽管JCp-1(-NP)是当前使用最广泛的生物成因碳酸盐参考物质，但其多元素组成记录并不完善，这凸显了开展实验室间比对研究的重要性。目前，GeoReM数据库仅收录了JCp-1-NP少数元素的单一出版数据，已发表数据稀缺，因此需要长期测量以评估其在不同测量条件下的稳定性和均匀性。
**研究内容与结论**
研究人员对同一批次（批号20170823-60）的JCp-1-NP球粒开展了为期三年（2021年11月19日至2024年9月27日）的长期LA-ICP-MS测量，并将其与另外两个实验室（苏黎世联邦理工学院和伯尔尼大学）的测量结果进行比对。研究获得了20个元素与Ca（E/Ca）比值，结合不同激光参数（斑点与线扫描、不同束斑直径、激光能量密度、重复频率）下的剥蚀行为记录，评估了该碳酸盐参考物质的测量不确定度（包含正确度和精密度）。结果表明，长期测量中未观察到任何E/Ca比值的显著时间趋势；在建议的储存条件（室温、避光、干燥、密封容器内放置干燥剂）下，参考物质保持稳定。精密度（以算术平均值计算的两倍相对标准偏差，2RSD）总体小于30%。实验室间比对未显示系统性偏差，大多数E/Ca比值相对偏差（RB）小于10%。与已发表数据相比，本研究的E/Ca比值与Jochum等人（2019）的数据平均偏差约23%±17%，与制造商标称值偏差约15%±30%，与其他文献值平均偏差约12%±11%。该数据集为JCp-1-NP的化学组成和剥蚀效率提供了稳健的参考依据。
**主要关键技术方法**
研究人员使用193 nm ArF准分子激光剥蚀系统耦合电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS），在三个实验室采用不同仪器配置（如Agilent 8900三重四极杆ICP-MS、Element XR扇形场ICP-MS、PerkinElmer ELAN DRC-e四极杆ICP-MS）进行分析。样品为同一商业纳米粉末压片（myStandards GmbH，批号20170823-60）。数据处理统一使用R语言，以
43Ca为内标，NIST SRM 612为外标校准，计算元素与Ca比值。采用Grubbs检验、Dixon Q检验和改进的z-score三种方法进行异常值检测。剥蚀坑深度通过白光干涉仪（Bruker Contour GT）成像并提取。
**研究结果**
*长期一致性测量*：在实验室1的长期测量中，各元素2RSD均小于30%，中位精密度约为17%±6%（2RSD）。精密度与元素丰度相关，低丰度元素的不确定度更高。未观察到相对偏差或精密度的时间趋势，表明参考物质在储存条件下稳定。
*实验室间比对*：将实验室2和实验室3测得的质量分数与实验室1的结果比较，计算相对偏差（RB）。结果显示实验室2和实验室3之间无系统性偏差，大多数E/Ca的RB小于10%。实验室2结果相对实验室1的中位偏差约4%±5%，实验室3约8%±14%。
*与GeoReM列表值及制造商值的比较*：实验室1数据与Jochum等人报告的GeoReM值及制造商提供的LA-ICP-MS值相比，存在不均匀偏差。与GeoReM值相比，Li/Ca、Mn/Ca、Ce/Ca的RB大于40%；与制造商值相比，Mn/Ca、Ce/Ca、Th/Ca的RB大于40%。但需注意Jochum等人使用的分析条件不同，且未使用myStandards GmbH生产的纳米粉末球粒，而是自制压片，研磨过程的污染可能导致组成差异。
*与其他已发表参考值的比较*：汇编了八篇使用纳米粉末JCp-1进行LA-ICP-MS分析的文献，发现报告值存在较大变异性。本研究值平均偏离已发表值12%±11%，但元素特定偏差可跨越两个数量级（如Al/Ca的RB从0.3%到20%）。大多数E/Ca比值与已发表数据一致（RB<20%）。尽管纳米粉末压片均匀性有所改善，但珊瑚骨骼内部的化学异质性仍可能导致一定偏差。
**讨论与结论**
该研究通过统一的数据处理流程和多种异常值检测方法，提供了JCp-1-NP参考物质的多元素组成和长期稳定性数据。研究确认在推荐储存条件下该参考物质稳定，且在不同实验室、不同仪器和激光参数下均能获得较为一致的结果。数据集包含原始数据、异常值筛选后数据、文献汇编数据及剥蚀效率参数，可供相关领域研究人员作为质量控制和数据校准的参考。该数据集已在线发布于Figshare存储库，为碳酸盐参考物质的进一步应用提供了重要支撑。
