激光誘導擊穿光譜（LIBS）研究領域再次取得重要進展
【化工儀器網 項目成果】 在科學研究的各個領域中，技術的進步和創新是推動學科發展的重要驅動力。在光譜學領域，激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術已經成為一種強大的分析工具，它能夠提供元素分析的快速、準確和實時性。最近，該研究領域再次取得了重要進展，進一步提升了LIBS技術的應用范圍和準確性。
激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種基于激光與樣品相互作用產生的等離子體光譜進行分析的技術。它通過激光束對樣品進行瞬間加熱，使樣品表面形成高溫高壓的等離子體，然后利用等離子體的發射光譜進行元素分析。這種方法具有分析速度快、靈敏度高、準確度好等優點，因此在地質、環保、生物醫學等多個領域都有廣泛的應用。
但在普遍應用中，LIBS技術面臨信號波動大、光譜強度低、信噪比差、探測靈敏度低等不利因素。放電輔助增強策略可實現大幅度的激光等離子體光譜增強，然而，這一方法在液態樣品的探測中受液相對放電過程的干擾導致LIBS信號波動大，影響探測光路甚至無法探測，極大阻礙了放電輔助LIBS(DA-LIBS)在液態樣品中痕量物種定性或定量分析方面的應用。
最近，科研人員在LIBS技術的研究中取得了重大突破。針對放電輔助LIBS在液態樣品探測中面臨的關鍵技術性難題，該團隊提出了DA-LIBS結合濾紙采樣的方法，促進等離子體中更多的物質被持續加熱、電離，致使其壽命從幾微秒延長至近百微秒，等離子體光譜強度增加1–2個數量級，濾紙均勻采樣巧妙克服了液相干擾放電過程及信號穩定性差等不利因素，顯著增強激光燒蝕樣品的穩定性，等離子體光譜信號穩定性得以提升33%。憑借顯著的光譜增強效應，痕量Ca、Ba元素檢出限降低至ppb量級( 1ppb=10-9=十億分之一)，相比于傳統單脈沖LIBS，檢出限降低近2個數量級。相比于其他LIBS增強技術(如雙脈沖LIBS)，該方法不僅享有同等高水平的探測靈敏度，還具備低成本、低能耗、裝置簡易等優勢，將在環境與生態廢油污染監測中，對污染物質的溯源，以及預防措施的制定，展現出巨大的應用潛力和價值。
此外，新的LIBS裝置還具有更高的穩定性，能夠在各種環境下進行可靠的元素分析。這使得LIBS技術在工業生產中的應用更加廣泛，可以在線監測產品質量，及時發現并解決問題。
除了在應用方面的改進，新的LIBS裝置還采用了先進的算法和數據處理技術，能夠更準確地識別元素。這大大提高了LIBS技術的分析精度，使其在醫學診斷、地質勘探等領域的應用更加可靠。
此次研究的成功，不僅為LIBS技術的應用提供了更堅實的基礎，也為相關行業的發展帶來了新的機遇。隨著技術的不斷進步和完善，我們期待LIBS技術在未來能夠為科學研究做出更大的貢獻，為社會和經濟的發展注入新的活力。
該項研究成果發表于分析化學領域頂級期刊 Analytical Chemistry(Nature Index 收錄，IF：8.0)。此前，研究團隊針對固體或粉末檢測的放電LIBS技術研究相關成果發布于Cell子刊Cell Reports Physical Science。
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