J200納秒激光剝蝕進樣及光譜分析系統(tǒng)

一、系統(tǒng)功能及用途
J200 激光固體進樣系統(tǒng)象征了化學(xué)分析儀器的真正創(chuàng)造性發(fā)展技術發展。系統(tǒng)將LA（激光剝蝕進樣）與LIBS激光等離子光譜技術(shù)相結(jié)合集聚效應，與ICP-MS聯(lián)用后集成，實現(xiàn)LIBS與LA-ICP-MS同時測量重要手段。
系統(tǒng)具備多種測量功能：同時測量常量、微量元素和同位素（與ICP-MS連用）穩定性；分析有機元素及輕元素像一棵樹；快速元素制圖；歸一化ICP-MS等離子體發(fā)射信號去突破。主要用于土壤能運用、植物、巖石礦物智能設備、合金不可缺少、材料、煤粉等樣品的化學(xué)組分分析特點。
J200激光固體進樣系統(tǒng)可與市面上常見的質(zhì)譜如普通四級桿質(zhì)譜積極回應、飛行時間質(zhì)譜和多接收質(zhì)譜等聯(lián)用。


三又進了一步、工作原理

J200激光固體進樣系統(tǒng)將LA與LIBS技術(shù)相結(jié)合：J200接收等離子體發(fā)射光進行快速光譜分析多種場景，同時將激光剝蝕顆粒高效傳輸至ICP-MS系統(tǒng)。

三規劃、系統(tǒng)組成：

主機系統(tǒng)：包含激光器及控制系統(tǒng)擴大公共數據、激光傳輸光學(xué)元件、樣品臺帶動擴大、樣品室核心技術體系、氣體管路系統(tǒng)等、樣品成像系統(tǒng)等持續發展；

等離子體光譜檢測器：Czerny Turner光譜儀/ICCD相機初步建立、階梯光柵光譜儀/ICCD相機綜合運用、同步6通道CCD光譜儀三種LIBS檢測器可選。
系統(tǒng)軟件的方法；系統(tǒng)操作軟件實事求是、數(shù)據(jù)分析軟件、TruLIBS發(fā)射光譜數(shù)據(jù)庫落到實處、化學(xué)統(tǒng)計軟件責任製。

四、應(yīng)用領(lǐng)域


五倍增效應、硬件特點：
高度穩(wěn)定Q-switched 短脈沖Nd:YAG激光規則製定，波長213 nm或266nm。
緊湊和模塊化設(shè)計優化服務策略，J200具有LA和LIBS雙系統(tǒng)測量能力關規定，可以單獨運行LA 或LIBS，或者同時運行LA- LIBS復(fù)合系統(tǒng)兩個角度入手。
自動樣品高度調(diào)整功能建強保護，解決樣品表面凹凸不平，保持相同的激光焦點生產效率，提供相同的激光能量使命責任，確保所有采樣點的激光剝蝕均勻一致。ASI公司的此技術(shù)獲得美國使用。
Flex樣品室內(nèi)置鑲嵌塊合規意識，優(yōu)化氣流和顆粒清潔能力，滿足不同測量需求有效性。并且創新內容，F(xiàn)lex測量室的設(shè)計為等離子體光提供觀測角度，LIBS測量更靈敏廣泛關註。
*的微集氣管設(shè)計善於監督，已申請美國，減少排氣深入實施，防止集結(jié)剝蝕顆粒至關重要，消除記憶影響。
雙路效果、高精度的數(shù)字流量控制器和電控閥有所應，用于氬氣、氦氣及補充氣體的輸送合作關系。運輸氣體和補充氣體流向樣品室著力提升，ICP-MS系統(tǒng)按順序自動運行，并被精確控制，帶來完美氣流融合，防止等離子體火焰噴出深入闡釋。
高分辨率雙相機系統(tǒng)和*的照明系統(tǒng)。雙CMOS相機分別用于寬視野觀察樣品表面和高倍成像某一區(qū)域穩中求進。具備三種照明方式：LED泛光燈統籌、透射光和同軸反射光，光強和色彩可控協同控製。

高分辨率成像

同軸光色和光強下樣品圖片對比
三種LIBS檢測器可選振奮起來，滿足不同分析需求：Czerny Turner光譜儀/ICCD相機、階梯光柵光譜儀/ICCD相機利用好、同步6通道CCD光譜儀深入各系統。獨立的LIBS系統(tǒng)，多可容納2個探測器系列。

LIBS歸一化ICP-MS等離子體的發(fā)射信號
可選擇配置飛秒級LA系統(tǒng)作用，提升系統(tǒng)分析能力。
來自美國專家團隊的LA和LIBS應(yīng)用支持慢體驗。ASI公司依托美國勞倫斯伯克利國家實驗室?guī)资昙す鈩兾g研究成果著力增加，技術(shù)團隊科研經(jīng)歷豐富，能夠為用戶提供的LA和LIBS系統(tǒng)應(yīng)用指導(dǎo)重要組成部分。

五流程、軟件特點
系統(tǒng)軟件Axiom LA具有直觀友好的圖形用戶界面和強大的數(shù)據(jù)分析功能合作〔鷻C？蔀g覽不同樣品區(qū)域，設(shè)置多種采樣方法極致用戶體驗；分析LIBS光譜和時間分辨ICP-MS信號提供有力支撐；整合了J200 LA-LIBS系統(tǒng)與ICP-MS系統(tǒng)雙向通訊控制。通過系統(tǒng)軟件建議，輕松控制硬件組件品率，實現(xiàn)自動測量。
輕松實現(xiàn)復(fù)雜的激光采樣模式不斷發展。系統(tǒng)軟件的大對話窗口清晰顯示樣品圖像積極影響，并任意編輯激光采樣方式，如直線緊密協作、曲線越來越重要、隨機點、網(wǎng)格任意大小和自定義模式等發揮重要作用。結(jié)構(gòu)繁雜的樣品表面醒悟，也可準(zhǔn)確采樣。
多種分析方法：全分析、夾雜物和微斑分析技術先進、深度分析和元素分布制圖更多的合作機會。
通過軟件菜單實現(xiàn)自動化測量。匯總多個硬件組件指令認為，按時間排序服務好，創(chuàng)造軟件“菜單”。執(zhí)行“菜單”實現(xiàn)自動化測量反應能力。調(diào)用“菜單”即可重復(fù)測量發展邏輯，也可復(fù)制部分“菜單”并結(jié)合新指令，制定新的采樣方法有所提升。
強大的數(shù)據(jù)分析工具用于復(fù)雜的LIBS光譜分析聽得進。Trulibs™是ASI公司*的LIBS光譜數(shù)據(jù)庫，來自真正的LIBS等離子體先進水平，譜線識別快速而準(zhǔn)確便利性。波長、元素等搜索在數(shù)秒內(nèi)完成重要平臺。支持直接上傳LIBS譜線深刻認識。
連續(xù)背景去除、峰面積積分應用提升、重疊光譜的曲線擬合等光譜分析功能主動性，有效處理LIBS譜峰，進行定量分析發展的關鍵。在多激光脈沖采樣過程中道路，監(jiān)測LIBS強度統(tǒng)計或不同樣品LIBS強度比率。能夠同時處理單個LIBS光譜真諦所在、整個文件夾或目錄指導，縮短了分析時間。

采樣模式

背景去除

背景去除后峰面積積分

重疊峰的曲線擬合
通過 LIBS GDT化學(xué)統(tǒng)計軟件充分，實現(xiàn)LIBS數(shù)據(jù)可視化和樣品分類進一步完善。基于主成分分析（PCA）和偏小二乘判別分析（PLS-DA）競爭力，LIBS GDT能夠區(qū)分不同的光譜特征調整推進，分類測試樣品。測量的LIBS數(shù)據(jù)保存在譜線庫機製性梗阻，作為樣品的特征光譜不斷創新，用于物質(zhì)分類。
從時間分辨的ICP-MS信號到全定量結(jié)果探索。Axiom LA具有ICP-MS數(shù)據(jù)管理和分析工具堅持先行‘a業？蛇x擇感興趣的同位素，顯示同位素的ICP-MS時間分辨信號情況較常見，進行比較分析可持續。輕松確定積分時間范圍，保存并用于文件中所有的ICP-MS數(shù)據(jù)體製，估計積分強度和RSD值構建。ICP-MS的時間分辨信號很容易平滑，TRSD（時間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差）的統(tǒng)計也可輕松獲得服務延伸。

上圖：選擇感興趣的同位素對比顯示共創輝煌，在ICP-MS時間分辨信號中確定積分時間范圍。
下圖：平滑ICP-MS時間分辨信號作TRSD估算進一步。



六大部分、主要參數(shù)：
激光： 波長213 nm 或 266 nm；
脈寬&重復(fù)頻率：＜6ns (FWHM) & 1-20Hz @213 nm & 266nm
激光斑：30 to 150 micron @ 213 nm實際需求； 35 to 150 micron @ 266 nm
大激光能量：4mJ@213nm解決方案；25mJ 或50mJ@266nm

七、應(yīng)用案例

1善謀新篇、植物組織中Pb增產、Mg、Cu元素分布分析
通過J200檢測向日葵葉片上鉛方法、鎂和銅元素的分布行動力，以研究其植物體容納、轉(zhuǎn)運重金屬的生理機制切實把製度，從而為是否選取向日葵作為植物修復(fù)品種提供科學(xué)依據(jù)保供。

圖. 基于激光剝蝕技術(shù)的元素分布圖。 a)左圖和a)右圖為空白處理葉片上J200 Tandem LA-LIBS兩種激光剝蝕方式（LIBS和LA-ICP-MS）協同控製； b)為LIBS得到的元素分布振奮起來； c)為LA-ICP-MS得到的元素分布品質； A)左圖和A)右圖為為500μM處理3天后葉片上LIBS和LA-ICP-MS的激光剝蝕方式利用好； B)為500μM處理3天后葉片LIBS得到的元素分布；C)為500μM處理3天后葉片LA-ICP-MS得到的元素分布解決問題； D)和E)分別為LIBS與LA-ICP-MS得到的Pb元素分布

5製度保障、J200 LA-ICP-MS在刑偵領(lǐng)域的應(yīng)用
通過J200LA-ICP-MS系統(tǒng)檢測筆跡中的油墨成分，從而快速鑒別哪些筆跡來自同一來源（品牌的有效手段、生產(chǎn)廠家統籌推進、銷售區(qū)域等）的書寫筆。并對該復(fù)合系統(tǒng)中LA-ICP-MS和LIBS分析結(jié)果進行了對比關鍵技術。結(jié)果顯示單LA-ICP-MS對4類書寫筆跡的區(qū)分度介于67-97%之間了解情況，單LIBS分析的區(qū)分度介于88-*之間，但復(fù)合系統(tǒng)中LIBS分析過程優(yōu)化了Ca、Fe重要的、K和Si元素的LA-ICP-MS信號開展研究，使得分析結(jié)果的區(qū)分率幾乎都達(dá)到完美的*。
由此可見相互融合，即使是能做精確分析的ICP-MS首要任務，也由于部分元素?zé)o法測量，而無法實現(xiàn)樣品的快速精確分類和鑒別不同需求。相比之下發展，LIBS由于能做全元素分析，其在樣品快速分類和鑒別種有著優(yōu)異表現(xiàn)總之。當(dāng)然面向，兩者的有機結(jié)合才能達(dá)到近乎完美的效果。

6研學體驗、J200在制藥工程中的應(yīng)用
通過J200檢測藥片A效率、藥片B及混合后某元素成分的變化，以確定制藥工藝近年來。


7講道理、J200在能源環(huán)保行業(yè)的應(yīng)用
鋰電池粘合劑聚偏氟乙烯膜中氟元素的含量及其分布是否均勻是決定其質(zhì)量的重要因素，通過J200可對聚偏氟乙烯膜不同層的氟元素分布進行快速制圖技術先進。

由上可見更多的合作機會，J200能夠非常快速地得到樣品的元素三維空間分布圖認為，為進一步的科學(xué)研究提供其他傳統(tǒng)手段所無法做到的檢測手段服務好。

部分文獻(xiàn) 索取2012年以前的文獻(xiàn)目錄
Chirinos, J. R., Oropeza, D. D., Gonzalez, J., Hou, H., Morey, M., Zorba, V., & Russo, R. E. (2014). Simultaneous 3-Dimensional Elemental Imaging with LIBS and LA-ICP-MS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. doi:10.1039/c4ja00066h
Choi, S. H., Kim, J. S., Lee, J. Y., Jeon, J. S., Kim, J. W., Russo, R. E., et al. (2014). Analysis of arsenic in rice grains using ICP-MS and fs LA-ICP-MS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 29(7), 1233–1237. doi:10.1039/C4JA00069B
Quarles, C. D., Gonzalez, J. J., East, L. J., Yoo, J. H., Morey, M., & Russo, R. E. (2014a). Fluorine analysis using Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 29(7), 1238–1242. doi:10.1039/C4JA00061G
Quarles, C. D., Gonzalez, J., East, L. J., Yoo, J. H., Morey, M., & Russo, R. E. (2014b). Fluorine analysis using Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Journal of Analytical Atomic Spectrometry. doi:10.1039/c4ja00061g
Dong, M., Mao, X. L., Gonzalez, J., Lu, J., & Russo, R. E. (2013). Carbon Isotope Separation and Molecular Formation in Laser-Induced Plasmas by Laser Ablation Molecular Isotopic Spectrometry. Atomic Spectroscopy. doi:10.1021/ac303524d
Harmon, R. S., Russo, R. E., & Hark, R. R. (2013). GEOLIBS–A Review of the Application of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy for Geochemical and Environmental Analysis. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. doi:10.1016/j.sab.2013.05.017
Piscili, V., Gonzalez, J., Mao, X. L., Fernandez, A., & Russo, R. E. (2013). Micro-Crater Laser Induced Breakdown Spectroscopy-an Analytical approach in metals samples.
Russo, R. E., Mao, X. L., Gonzalez, J., Zorba, V., & Yoo, J. H. (2013b). Laser Ablation in Analytical Chemistry. Atomic Spectroscopy.