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利用AtomTrace LIBS技术做样品高分辨率元素显微成像
点击次数:2356 发布日期:2018-2-11  来源:易科泰

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种全新的物质元素分析技术。它具有样品无须前处理(研磨、萃取、消解等);分析时间极短(1-2s)即可同时得到全部元素的分析结果;③准无损伤(几纳克)检测,样品消耗量极低;④样品不受固体、液体、气体形态限制;⑤不受元素浓度限制;⑥实现元素的原位微区分分布成像下。

CEITEC(欧洲工程技术中心| 布尔诺科技大学)利用LIBS研究了牙齿元素分布,即Ca、Mg、P等元素的分布,样品固定在环氧树脂中,在感兴趣的平面上切割(图1)做LIBS分析。在样品表面,分析了面积为22×10 mm,分辨率为100微米。通过点阵式扫描220×100个点得到22 000个测量数据。绘制成牙齿横切面的元素分布图(图2),通过牙齿截面的元素含量分布分析了动物对微量元素的吸收和及微量元素的积累,反应动物牙齿的生长过程中元素的迁移积累及牙齿结构与元素分布的关系,对元素与生理健康的研究提供了一个新的完美工具。


图1牙齿截面图像


图2牙齿中Ca显微成像


贝类生物作为无脊椎软体动物的代表在寒武纪早期即已出现, 具有储量多、分布广、 不易迁移等特点,且地域特征明显,被视为监测生态系统的理想“生物标识器”广泛用于海洋研究。在贝类生长过程中,贝壳会形成类似“树轮”一样疏密不一的生长线,记录周边环境变化及食物结构的变,具体到季度、月的生长周期,其生长线(层)的厚度仅为微米量级,相应的成分元素含量也呈现出微米量级的空间分布。

目前用于贝壳成分元素的高空间分辨率分析技术主要有质谱(如ICP-MS)和电子探针分析(EPMA)技术, 但两种技术均需要样品预处理,且设备体积庞大、造价昂贵、单次分析成本较高、费时费力,无法满足批量样本统计分析的需求。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种新型的定量及半定量分析技术,可实现目标物一维、二维、三维的扫描分析,最小分辨力可达数微米(ns激光)。因此将LIBS技术应用于扇贝贝壳分析,可实现贝壳元素成分的微米尺度的微损分析,甚至能够在扇贝存活条件下完成快速分析。对于气候变化、海洋湖泊环境变化、古生物、古环境具有研究提供了更加完美的实验工具。


图1 LIBS高分率微区分微区分析示意图图2 Sr与Se/Ca元素含量分布比较
a、贝壳实物图;b、贝壳x射线扫描图;c、贝壳分析区域高度变化;d、贝壳分析区域细节


AtomTrace的LIBS元素分析系统,采用巧妙的模块化设计,凭借20年LIBS研究经验和生命科学领域、分析化学领域、新材料领域的合作经验。其中Sci-Trace LIBS做为实验室分析仪器具有LIBS最为领先的真空反应室及双脉冲激光器和工作流程化控制分析软件,并配有先进的全光谱Echelle光谱仪及iCCD,可将元素检测限降到最低(0.1ppm,双脉冲更低),较同类设备具有更低的检测限和更高的检测精度。X-Trace LIBS遥测分析系统具有Stand-off LIBS 与Remote LIBS专利技术,原位非接触测量分析,遥测距离可达20m。方便的移动操作平台对于不能到达接触的样品、危险环境的样品具有无可替代的分析价值。


来源:北京易科泰生态技术有限公司
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