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J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

中国教育装备采购网 2021/2/3 11:49:21 围观0次 我要分享

  植物体元素组成的测量对于生态科学、环境科学、农业科学等领域具有重要的意义。ICP-OES、ICP-MS等测量技术需要通过强酸将样品消解为液态来进行分析,不仅污染环境,且酸解过程中容易引入误差,另外这些方法也不能完全测定所有感兴趣的元素。XRF技术可以用于植物样品的固体测量,但这种方法无法测量常量元素和微量元素中的轻元素部分。LIBS技术,是近年新兴的一种更为先进的元素分析技术,可直接测量植物固体样品,不需或仅需极少的样品前处理过程,能实现对元素周期表上所有元素的测量,且检测动态范围极大(ppm至wt. %)。

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

  采用美国ASI公司的J200LIBS光谱元素分析仪

  ·激光器为YAG纳秒激光器

  ·宽频光谱仪

  ·样品室充入氦或氩保护气体

  ·植物样品仅进行压片的前处理

  ·LIBS光谱数据的分析采用ASI专业的数据分析软件包

  将不同来源的17个植物标准样品进行压片前处理。使用ASI公司的J200 LIBS设备进行检测分析。本实验的目的是验证J200对植物样品元素组成、样品类型判别的能力,并建立该组样品的分类图谱。

  1)下图为其中一个植物标准样品的LIBS原子发射光谱图。标注重点是植物样品中的常量元素(N、P、S、Ca、Mg、K)和微量元素(C、B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn)。

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

  2)每个植物标准样品上的激光剥蚀采样点均为5×5的网格。采用主成分分析功能(PCA)进行分析,以评价J200用于判定不同植物样品类别的能力。下图为基于17个标准样品主成分分析结果的三维图。通过主成分1、2和4,17个样品的分析结果在三维图上有着良好的分离状况,这表明分析结果能良好的判断出17个样品为不同类型(来源)植物样品。

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

  3)由于植物样品基体的异质性,标准曲线的建立需要细致而周密的方法。ASI的分析软件包能提供多变量标准曲线建立的功能。下图为通过植物标准样品建立的Mg、Mn、P的多变量标准曲线。

  4)大蒜植物标准样品用于检测多变量标准曲线的准确度和精度(被检测标准样品没有用于建立标准曲线)。下表为大蒜标准样品Mg、Mn、P结果的准确度和精度。

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

  5)下表为大蒜样品元素的检测绝对质量及检测限(LODs)。不同元素绝对质量量检测值范围为0.16-647 ng。C元素检测限无法得到,这是因为没有此标准样品C元素浓度的报道。在得到的整个发射光谱中,N和S的特征峰的强度没有其它元素的强烈,这是造成这两种元素有较高检出限的原因。

J200 LIBS光谱技术在植物样品分析中的应用

  结论

  ASI的J200 提供了一种全新的植物样品分析方法,此方法仅需极少样品前处理,不会产生有害环境的废弃物,并能提供较为精确的定量分析结果。采用ASI的数据分析软件包,能轻易辨识、标注激光采样产生的原子或离子发射光谱,软件的PCA分析及三维图像显示展示了强大的样品分类、样品来源判别功能,采用多变量标准曲线,可建立植物样品的所有元素的数据库,ASI公司的J200激光光谱元素分析仪是植物样品定性分析、定量分析、类型/来源判别的有力工具。

点击进入北京瑞顶环境科技有限公司展台查看更多 来源:中国教育装备采购网 作者:瑞顶环境 责任编辑:王道 我要投稿
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