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2023-12-27 12:21 |
西安光機(jī)所在等離子體光譜研究方面取得重要進(jìn)展
激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）又稱激光誘導(dǎo)等離子體光譜，是一種基于原子發(fā)射光譜法的元素分析技術(shù)，在多元素分析、實時快速原位檢測等方面具有突出優(yōu)勢，并且在痕量物質(zhì)定性定量分析領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。目前該技術(shù)已在深空深海探測、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)藥，以及環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但在普遍應(yīng)用中，LIBS技術(shù)面臨信號波動大、光譜強(qiáng)度低、信噪比差、探測靈敏度低等不利因素。放電輔助增強(qiáng)策略可實現(xiàn)大幅度的激光等離子體光譜增強(qiáng)，然而，這一方法在液態(tài)樣品的探測中受液相對放電過程的干擾導(dǎo)致LIBS信號波動大，影響探測光路甚至無法探測，極大阻礙了放電輔助LIBS（DA-LIBS）在液態(tài)樣品中痕量物種定性或定量分析方面的應(yīng)用。 _&V,yp!|
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瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國家重點實驗室湯潔課題組近年來開展了激光等離子體光譜研究領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)。近日，針對放電輔助LIBS在液態(tài)樣品探測中面臨的關(guān)鍵技術(shù)性難題，該團(tuán)隊提出了DA-LIBS結(jié)合濾紙采樣的方法，促進(jìn)等離子體中更多的物質(zhì)被持續(xù)加熱、電離，致使其壽命從幾微秒延長至近百微秒，等離子體光譜強(qiáng)度增加1–2個數(shù)量級，濾紙均勻采樣巧妙克服了液相干擾放電過程及信號穩(wěn)定性差等不利因素，顯著增強(qiáng)激光燒蝕樣品的穩(wěn)定性，等離子體光譜信號穩(wěn)定性得以提升33%。憑借顯著的光譜增強(qiáng)效應(yīng)，痕量Ca、Ba元素檢出限降低至ppb量級（ 1ppb=10-9=十億分之一），相比于傳統(tǒng)單脈沖LIBS，檢出限降低近2個數(shù)量級。相比于其他LIBS增強(qiáng)技術(shù)（如雙脈沖LIBS），該方法不僅享有同等高水平的探測靈敏度，還具備低成本、低能耗、裝置簡易等優(yōu)勢，將在環(huán)境與生態(tài)廢油污染監(jiān)測中，對污染物質(zhì)的溯源，以及預(yù)防措施的制定，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和價值。 v :/!OvLe
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該項研究成果發(fā)表于分析化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊 Analytical Chemistry（Nature Index 收錄，IF：8.0）。此前，研究團(tuán)隊針對固體或粉末檢測的放電LIBS技術(shù)研究相關(guān)成果發(fā)布于Cell子刊Cell Reports Physical Science。 P<vU!`x% q
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論文第一作者為中國科學(xué)院西安光機(jī)所博士研究生許博坪，西安光機(jī)所是第一完成和通訊單位。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金等項目的大力支持。 /Z^a, %1
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論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c03579
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