J100飛秒激光剝蝕系統(tǒng)（Femoto LA）是ASI公司融匯美國勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）80余年激光基礎理論研究成果而推出的頂級飛秒剝蝕進樣系統(tǒng)（實際上，ASI公司就是由勞倫斯伯克利國家實驗室技術骨干在許可下成立的）。是激光剝蝕領域劃時代產品；是高端質譜儀（ICP-MS）最理想的飛秒激光剝蝕進樣系統(tǒng)。 

 

激光剝蝕是由激光能量產生的沖擊波形成的爆炸。在極短時間內，激光誘導產生的等離子體開始擴張膨脹，等離子體冷凝成核后，產生適宜質譜儀（ICP-MS）分析的納米級顆粒。

 

圖1等離子體膨脹的電鏡顯微陰影圖像(氬氣中的銅樣品)

Photp source: Lawrence Berkeley National Laboratory

 

激光剝蝕的效果直接決定質譜儀分析的靈敏度、精確性和準確度。對于激光剝蝕，激光脈寬（單個脈沖持續(xù)時間）是影響剝蝕效果的重要因子。過去由于技術限制，激光脈寬只能達到納秒級（10^-9s）；隨著技術的發(fā)展，飛秒激光（10^-15s）技術已經非常成熟（飛秒激光已經臨床應用于眼科手術，J100正是采用適合于眼科手術的飛秒激光光源）。相較于納秒激光，飛秒激光剝蝕具有強大的優(yōu)勢（表1、圖2）。

 

表1 飛秒激光與納秒激光的比較

 

 

J100作為頂級的激光剝蝕進樣系統(tǒng)，適用于多種領域，如巖礦、能源、材料、生態(tài)、環(huán)境、農業(yè)等。不同于傳統(tǒng)霧化進樣方式需要繁瑣的樣品消解過程，J100采用飛秒激光直接剝蝕樣品材料，產生可供質譜儀分析的均勻納米級顆粒。故J100對樣品材料的前期制備要求極低，這也避免了消解過程中引入的誤差；同時，J100對樣品的形態(tài)無特殊要求，因此，J100可應用于一切采用ICP-MS進行分析研究的領域。

圖2 飛秒激光和納秒激光剝蝕出的顆粒顯微影響對比

 

 

王云霞. 楊連新. W. J. Horst. 激光剝蝕電感耦合等離子體質譜( LA-ICP-MS) 定量分析小麥籽粒鋅元素的空間分布. 南京農業(yè)大學學報 2011，34( 2) : 18 －22

王云霞等同時利用酸消解溶液霧化進樣 ICP-MS 法和激光剝蝕進樣ICP-MS 測定了校正標準樣品和小麥整粒種子的鋅濃度。結果表明，LA-ICP-MS 對各校正標準樣品鋅濃度的測定值與酸消解溶液霧化進樣 ICP-MS 法的測定值非常接近，且重復間差異很小。依據(jù)小麥種子不同部位所占比例可計算整粒小麥種子的鋅濃度為( 64 ±1.6) mg·kg-1，這一結果與小麥種子消化后在 ICP-MS 上的測定值( 66±1.2) mg·kg-1非常接近。

 

 

小麥種子橫切面( a) 及 LA-ICP-MS 測定的胚乳( b) 、胚( c) 、糊粉層和腹溝維管組織( d)

圖片源自：王云霞 激光剝蝕電感耦合等離子體質譜( LA-ICP-MS) 定量分析小麥籽粒鋅元素的空間分布