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FireFly LIBS元素分析系统

FireFly LIBS元素分析系统
  • 发布时间: 2020-02-21 10:18
  • 发布人:
  • 点击量: 2700

FireFly对功能配置进行了精心和优化,具备LIBS技术元素分析应用的最精彩和最重要的优势。

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应用领域

2109020934.png植物、土壤、动物、地质、塑料等样品的元素检测;

元素分布成像(mapping定性定量分析

多层剖面元素测量;

动植物有害金属的毒害生理及富集规律研究

环境有害元素的修复植物种质筛选;

标记物、纳米颗粒检测

主要特点

x-y-z 自动3轴样品台,移动分辨率低于1μm

显微物镜自动切换和聚焦塔轮

自动激光聚焦

吹气和主动抽气单元

激光器1064nm532nm266nm可选

快速Mapping功能,最快测量速率达100HZ

激光安全等级为Class I

仪器参数

FireFly产品配置如下表,涵盖普通标准系统至高通用性高精度科研系统。请联系我们,为您订制最具性价比的配置方案。

样品

样品体积

最大100 × 100 × 50 mm (样品可为不规则形状)


样品支架

适用于不规则样品:通用夹式样品支架

适用于标准压片样品:12 × 12 mm | 2 × 30 mm | 1 × 50 mm

电控样品台

移动范围(X × Y × Z)

100 × 100 × 50 mm


移动分辨率

XY0.1 μmZ0.8 μm z


移动速度

20 mm/s ¹⁾

样品观测

正向观测相机

彩色,视野范围:1.5 mm


侧向观测相机

彩色,可触发拍摄等离子体


照明

防阴影、防反光照明

激光聚焦

透镜

空气介质消色差耦合透镜,焦距30 mm


光斑大小

15-250 μ

激光器

类型

FPSSNd:YAG1064 nm;同时可加选(532 nm/266 nm)

脉冲切换

通过软件自动切换不同波长脉冲

能量调节

200 mJ@1064 nm,  25 mJ @266 nm

光谱仪和检测器

检测器

ICCDEMCC,多通道光谱仪等可选

多通道光谱仪

180-977 nm

Echelle光谱仪

190-1100nm,光谱精度±0.05nm

数字延时

发生器

通道

最多8+2个通道 , SMB协议

模式

单脉冲,连续,外触发,门控,负载循环等

参数

时间分辨率10 ns,精确度5 ns,输出3.3/5 V

气体模块

吹扫系统

连续吹扫模式;脉冲触发吹扫模式


抽吸系统

主动抽气,去除反应灰尘

紧凑版规格

长××

720×830×1500nm


重量

250 Kg

1) 取决于配置的分辨率       2)取决于激光器型号      3)各种光谱范围和分辨率可选

LIBS技术原理和优势

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应用案例:

1. LIBS元素分析技术检测稀土纳米颗粒在植物中的分布和富集

以水生模式植物浮萍和陆生模式植物萝卜为研究对象,使用UCNPs/SiO2-COOH硅壳UCNPs:其中的稀土元素比在UCNPs中稳定性增强,细胞毒性降低)和稀土元素Y3+Yb3+Er3+盐化合物分别进行处理,应用LIBS元素分析技术分别测量各自的稀土元素在植物体内的定性定量分布、运移和富集特性以及不同元素作用的差异,其结果与光子上转换微扫描、ICP测量结果一致;并结合植物毒理响应进行分析,研究成果2019年发表于《Chemosphere》杂质上。

此后以甘蓝(美国环境保护署推荐的10个毒理研究模式植物之一)为研究对象,将该研究推向深入,创建了应用LIBS技术进行植物元素分布成像分析的完整流程,研究结果与20215月发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》杂志上。

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不同浓度梯度的UCNPs/SiO2-COOHY3+Yb3+Er3+盐溶处理的胡萝卜植株元素测量:

2090020938.pngYbY更易在植物体内运移;

根和叶片比下胚轴更易富集YbYEr元素;

UCNPs/SiO2-COOHY3+Yb3+Er3+盐离子的运移和富集规律相似;并且只有达到一定浓度这两种溶质才能遍布植物整体;随处理浓度升高而升高;

胡萝卜的富集能力要显著高于浮萍;

1000 μg/mL UCNPs/SiO2-COOH处理后,左图为测量前图片,中图为Y元素LIBS测量成像图,右图为Yb元素LIBS测量成像图。

参考文献

Modlitbova, P., Hlavacek, A., Svestkova, T., Porízka, P., Simoníkov´a, L., Novotný, K., Kaiser, J., 2019. The effects of photon-upconversion nanoparticles on the growth of radish and duckweed: bioaccumulation, imaging, and spectroscopic studies. Chemosphere 225, 723734.

2. 土壤CNP的测量

土壤的主要营养元素NPKSiCaMgS和微量元素FeCuMnZnBMoNi等,对植物生长和生理活动至关重要。当代的人为污染元素比如CuPbCdCr等以不同的形式进入土壤、水及生态系统,从而由植物进入食物链,并在人体富集、威胁人类健康。因此,对于土壤大量元素、微量元素、有害重金属元素的检测对于地球科学、生态环境、农业、公共健康都不可忽视。

但是土壤的构成、理化性质极其复杂,分布差异和动态变化大,对于土壤元素情况的评估通常需要大量测量数据,传统方法的繁琐耗时是亟待解决的问题。LIBS元素测量技术由于无须样品预处理、一次测量即可得到元素周期表中的所有信息,所以非常简单快速,是传统方法的极佳替代技术,并且可对动植物的元素富集进行跟踪快速测量,被称为土壤元素测量的“未来之星”。

LIBS技术对于土壤C总量测量有个问题:248nm处的C谱线受到Fe谱线的干扰。为克服这个问题,(Ebinger et al., 2003)等人使用193nm处的C谱线,信号灵敏、Fe元素谱线干扰、并具有极佳的可重复性。

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参考文献

Michael H. Ebinger, et al, Extending the Applicability of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy for Total Soil Carbon Measurement. [J] Soil Science Society of America. 67:1616–1619 (2003).

关于NP的测量,由于N2占空气的78%,实验必须小心保证测量数据的谱线中土壤N谱线与空气中的N无关。因此使用266nm波长、能量为23mj的激光脉冲聚焦在土壤样品表面进行烧蚀,使等离子体几乎不存在于空气中。中科院智能机械研究所的(Lu et al., 2013)应用LIBS技术测量土壤总氮的相关系数达0.981, 总磷含量的相关系数达0.868微信截图_20210902102513.png

参考文献

Madhavi Z. Martin et al., Laser-induced breakdown spectroscopy for the environmental determination of total carbon and nitrogen in soils. [J] Applied Optics. Vol. 42, No. 12 /20 April 2003

易科泰生态技术公司Ecolab®实验室,与布尔诺科技大学和CEITEC(欧洲工程技术中心)激光光谱与化学分析实验室及其成果转化公司LightiGo合作,可以为您客户定制适配于您的专属国产LIBS元素分析平台!


产地:中国集成

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