J200 FS LA-LIBS系統(tǒng)用于植物葉片元素空間分布研究
前言
植物葉片元素空間分布分析可用于植物生理研究、植物體養(yǎng)分元素運移分析、植物富集作用研究等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，特別是新鮮葉片的分層研究更是意義重大。但目前常規(guī)元素分析方法往往需要將葉片酸解，無法原樣分析，成分眾多科研領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸。本研究中，我們使用J200 343nm飛秒LA-LIBS-ICP-MS對新鮮的葉片進行常微量元素空間分布情況的研究。
植物葉片元素空間分布分析可用于植物生理研究、植物體養(yǎng)分元素運移分析、植物富集作用研究等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，特別是新鮮葉片的分層研究更是意義重大。但目前常規(guī)元素分析方法往往需要將葉片酸解，無法原樣分析，成分眾多科研領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸。本研究中，我們使用J200 343nm飛秒LA-LIBS-ICP-MS對新鮮的葉片進行常微量元素空間分布情況的研究。
實驗方法
儀器：采用美國應(yīng)用光譜公司的 J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)
三個新鮮灌木葉片樣品:
數(shù)據(jù)分析采用J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)自帶軟件系統(tǒng)
J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)
新鮮葉片樣品（右圖從下到上依次為：樣品1、2、3）
分析結(jié)果
1、多層深度元素分布分析
本研究對葉片樣品1分三層剝蝕，結(jié)果顯示了不同元素在不同層次的分布變化情況，同時，LIBS可以提供Mg, Ca, C、H、O、N、F、Cl及主量元素的分布，這些元素不容易被ICP-MS檢測，所以我們使用了J200 343nm飛秒LA-LIBS復(fù)合系統(tǒng)中的LIBS模塊對這些元素進行了測量。同時，納秒LA-LIBS系統(tǒng)因為激光能量較大的原因，對于植物葉片或許可以做到單層剝蝕，但是難于做到多層剝蝕的分析和研究。
本研究對葉片樣品1中Sr元素的MS信號強度進行分析，發(fā)現(xiàn)Sr、B元素（采用LA-ICP-MS測量）和Mg、Ca 元素（采用LIBS測量）在表層和表層下的分布是不同的。
2、健康葉片與非健康葉片元素含量對比
本研究分別分析了健康葉片（樣品2）和發(fā)黃葉片（樣品3）兩個不同的葉片元素空間分布情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mg在綠色健康的葉片中的含量高于Mg在非健康發(fā)黃的葉片中的含量； Sr的元素分布正好相反。K、Rb含量在葉脈較高，而Sr元素分布在葉片。本研究同時采用J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)的光譜采集模塊分析了兩個葉片中H元素的分布情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃色葉片相對健康葉片中H元素的含量高，可以同時提供H元素的信息。
總結(jié)
J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)能夠?qū)χ参镄迈r葉片進行高分辨率的元素二維或三維空間分布分析。本實驗需要有合適的參數(shù)設(shè)置及氣流控制經(jīng)驗，否則樣品容易被激光擊穿。如果沒有很好的能量控制及穩(wěn)定性控制，是很難逐層剝蝕并完成實驗，而J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)完美的完成了分析。同時，J200fs LA-LIBS系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)分析軟件可以對光譜信號及MS信號進行快速分析，很快的提供所需的實驗結(jié)果。J200 fs LA-LIBS系統(tǒng)將在植物生理研究、大氣環(huán)境污染研究、作物營養(yǎng)運營、植物重金屬富集研究等領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力。
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