高分辨、延時相機幫助研究者們利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)進行痕量元素的定量檢測

　　研究者們利用一種高分辨、時間分辨的光譜系統(tǒng)，首次對新鮮蔬菜中的痕量元素進行了定量檢測，該系統(tǒng)基于一種檢測激光誘導(dǎo)等離子體產(chǎn)生的發(fā)射光的技術(shù)。

　　激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced breakdown spectroscopy , LIBS)是一項用于檢測痕量元素的靈敏、可靠并且成熟的技術(shù)。本研究首次利用LIBS直接測量新鮮蔬菜中潛在有害的痕量元素的濃度，而不只是檢測這些有害元素是否存在。

　　該技術(shù)表明，對于大眾消費的新鮮蔬菜痕量污染物的檢測向使用全新的、更快速且更靈敏工具的方向邁出了第一步，同時也向進一步研究土壤污染和食品雜質(zhì)之間的關(guān)系邁出了第一步。這一分析過程中無需樣品制備;在馬鈴薯表面誘導(dǎo)產(chǎn)生激光等離子體，使得這項技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用成為可能。

　　法國里昂大學(xué)的Jin Yu教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用一種時間分辨的光譜系統(tǒng)，觀察壽命以微妙計的、瞬間等離子體的發(fā)射光譜，該系統(tǒng)由安道爾公司(Andor)的伊斯塔(iStar) 像增強電感耦合(ICCD)相機以及Mechelle光譜儀組成，發(fā)射光譜通過在馬鈴薯表面聚焦一束激光脈沖來引發(fā)。

　　iStar相機用于記錄在固定時間范圍內(nèi)的發(fā)射譜，精度為幾十個納秒。匹配的時間分辨檢測器可檢測電子密度、等離子體溫度和痕量元素濃度。

　　“LIBS技術(shù)面臨的真正考驗，是獲得如新鮮蔬菜等復(fù)雜基質(zhì)中的痕量元素的定量檢測結(jié)果，因為我們不知道在待測物表面由激光誘導(dǎo)的等離子體的詳細(xì)特性，”Yu教授說到，“Andor系統(tǒng)對這項工作非常重要，因為我們能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體的時間分辨觀測。”

　　基于Andor Mechelle 5000，這一系統(tǒng)可檢測非常大的光譜范圍——從紫外到紅外區(qū)。按照Yu教授所說：“Andor系統(tǒng)同樣有高分辨。當(dāng)我們將這些特點組合在一起，我們就可以同時測量大量元素。這的確是一種多元素檢測系統(tǒng)。”

　　“有幾種金屬對人體有害或有益。一個是銅，如果吸收太多就會產(chǎn)生毒性。如果你有一種既靈敏又可靠的技術(shù)，你就可以阻止含有過量銅的蔬菜在環(huán)境中的生長，從而阻止銅進入食物鏈，還可以清理蔬菜生長過的地方。” Yu教授團隊的成員，來自于佛羅里達(dá)大學(xué)的馬修·博得來(Matthieu Baudelet)博士補充道“熱的等離子體能夠激發(fā)蔬菜中的每種元素——即使存在元素的濃度很低，因此LIBS是一項用于痕量分析的好技術(shù)。”