激光诱导击穿光谱（LIBS）研究领域再次取得重要进展
- 2024年01月19日 09:39:05来源：化工仪器网点击：10874
【化工仪器网 项目成果】 在科学研究的各个领域中，技术的进步和创新是推动学科发展的重要驱动力。在光谱学领域，激光诱导击穿光谱(LIBS)技术已经成为一种强大的分析工具，它能够提供元素分析的快速、准确和实时性。最近，该研究领域再次取得了重要进展，进一步提升了LIBS技术的应用范围和准确性。
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种基于激光与样品相互作用产生的等离子体光谱进行分析的技术。它通过激光束对样品进行瞬间加热，使样品表面形成高温高压的等离子体，然后利用等离子体的发射光谱进行元素分析。这种方法具有分析速度快、灵敏度高、准确度好等优点，因此在地质、环保、生物医学等多个领域都有广泛的应用。
但在普遍应用中，LIBS技术面临信号波动大、光谱强度低、信噪比差、探测灵敏度低等不利因素。放电辅助增强策略可实现大幅度的激光等离子体光谱增强，然而，这一方法在液态样品的探测中受液相对放电过程的干扰导致LIBS信号波动大，影响探测光路甚至无法探测，极大阻碍了放电辅助LIBS(DA-LIBS)在液态样品中痕量物种定性或定量分析方面的应用。
最近，科研人员在LIBS技术的研究中取得了重大突破。针对放电辅助LIBS在液态样品探测中面临的关键技术性难题，该团队提出了DA-LIBS结合滤纸采样的方法，促进等离子体中更多的物质被持续加热、电离，致使其寿命从几微秒延长至近百微秒，等离子体光谱强度增加1–2个数量级，滤纸均匀采样巧妙克服了液相干扰放电过程及信号稳定性差等不利因素，显著增强激光烧蚀样品的稳定性，等离子体光谱信号稳定性得以提升33%。凭借显著的光谱增强效应，痕量Ca、Ba元素检出限降低至ppb量级( 1ppb=10-9=十亿分之一)，相比于传统单脉冲LIBS，检出限降低近2个数量级。相比于其他LIBS增强技术(如双脉冲LIBS)，该方法不仅享有同等高水平的探测灵敏度，还具备低成本、低能耗、装置简易等优势，将在环境与生态废油污染监测中，对污染物质的溯源，以及预防措施的制定，展现出巨大的应用潜力和价值。
此外，新的LIBS装置还具有更高的稳定性，能够在各种环境下进行可靠的元素分析。这使得LIBS技术在工业生产中的应用更加广泛，可以在线监测产品质量，及时发现并解决问题。
除了在应用方面的改进，新的LIBS装置还采用了先进的算法和数据处理技术，能够更准确地识别元素。这大大提高了LIBS技术的分析精度，使其在医学诊断、地质勘探等领域的应用更加可靠。
此次研究的成功，不仅为LIBS技术的应用提供了更坚实的基础，也为相关行业的发展带来了新的机遇。随着技术的不断进步和完善，我们期待LIBS技术在未来能够为科学研究做出更大的贡献，为社会和经济的发展注入新的活力。
该项研究成果发表于分析化学领域顶级期刊 Analytical Chemistry(Nature Index 收录，IF：8.0)。此前，研究团队针对固体或粉末检测的放电LIBS技术研究相关成果发布于Cell子刊Cell Reports Physical Science。
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