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FireFly快速元素分析與成像系統(tǒng)應(yīng)用案例

閱讀:443      發(fā)布時(shí)間:2024-9-4
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What is FireFly?

FireFly 是一款用于快速多元素分析和化學(xué)成像的分析儀器

FireFly 采用了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS —— 當(dāng)今最有前景的元素分析技術(shù)之一

 

使FireFly適用于所有固體樣品,待測物無需前處理,近乎無損傷測量,一次測量可獲取樣品所有元素信息

 

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應(yīng)用領(lǐng)域

土壤分析:分析土壤樣本中的元素組成,評(píng)估土壤肥力和污染情況。

地質(zhì)勘探:用于巖石和礦物的元素分析,輔助地質(zhì)勘探和礦物成分研究。

金屬材料檢測:分析金屬及其合金中的元素成分,用于材料科學(xué)和質(zhì)量控制

環(huán)境監(jiān)測:監(jiān)測環(huán)境樣本(如沉積物、大氣顆粒物等)中的元素,評(píng)估環(huán)境污染。

生物材料分析:測定生物樣本(如毛發(fā)、血液、骨骼、腫瘤等)中的元素,用于生物醫(yī)學(xué)研究。

植物分析:用于植物組織中元素含量的測定,幫助研究植物營養(yǎng)狀況和元素吸收分布及植物在重金屬脅迫

下的反應(yīng)和耐受性。

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技術(shù)原理

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利用脈沖激光在待測樣品表面激發(fā)產(chǎn)生等離子體,通過等離子體發(fā)射的光譜波長和強(qiáng)度信息,分別獲得待測元素的種類和含量信息。


FireFly功能特色

一次測量獲取所有元素信息

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Mapping功能獲取元素分布2D成像圖譜

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自動(dòng)獲取樣品不同深度的元素含量和組成差異

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FireFly 規(guī)格

該表包含了通用的系統(tǒng)參數(shù)

定制化配置參數(shù)會(huì)有所差異

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FireFly LIBS應(yīng)用于生物免疫化學(xué)檢測:

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利用LIBS技術(shù)對(duì)含釔(Y ll 437.49 nm)元素的標(biāo)記物進(jìn)行2D成像檢測,以替代免疫組織化學(xué)(IHC)和免疫細(xì)胞化學(xué)(ICC)等傳統(tǒng)癌細(xì)胞標(biāo)記檢測方法,突破原有生物標(biāo)記檢測技術(shù)的有用標(biāo)記范圍和低多重檢測能力的限制,有望利用不同的 NPs 標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)生物標(biāo)記多重檢測等應(yīng)用。

 

LIBS技術(shù)應(yīng)用于寶石鑒定:

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天然形成的黃色、橙色、粉橙色的藍(lán)寶石很稀有,市場價(jià)格很高。部分人員通過在氧氣環(huán)境中高溫下將鈹擴(kuò)散到紅寶石和藍(lán)寶石中,形成虛假的變色寶石。利用 LIBS 技術(shù)對(duì)寶石進(jìn)行檢測,能夠同時(shí)檢測到每一種感興趣的元素,從而獲得寶石成分的完整信息,可用于真假寶石的鑒定。

利用 LIBS 技術(shù)對(duì)混凝土中氯的定量分析

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地質(zhì)與礦石鑒定——FireFly檢測鋰礦空間分布

 

鋰可存在于多種礦物中,但僅有一部分在經(jīng)濟(jì)上可用于采礦,主要的富鋰礦物是偉晶巖中的鋰云母或鋰輝石,另一個(gè)重要來源是鹵水。測量鋰元素對(duì)幾乎所有分析技術(shù)來說都是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),但對(duì) LIBS 來說并非如此,上圖揭示了FireFly對(duì)鋰礦進(jìn)行鑒定和空間定量分析的應(yīng)用效果。

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FireFly在植物毒理學(xué)研究中的應(yīng)用  

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過去幾十年工業(yè)生產(chǎn)的增長導(dǎo)致重金屬(以及近期的納米顆粒等)污染程度增加,土壤中的這些污染物對(duì)生長在其中的植物構(gòu)成巨大威脅。對(duì)于工業(yè)作物,這種污染會(huì)顯著影響產(chǎn)量;對(duì)于糧食作物,它會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生重大影響。如圖對(duì)植物進(jìn)行鎘毒性測試,FireFly可以清晰獲取鎘元素在白芥幼苗中的相對(duì)分布圖。

FireFly在腫瘤醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

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皮膚是人體最大的器官,起著保護(hù)身體免受外部影響的作用。許多腫瘤可以在皮膚上形成,皮膚惡性腫瘤是最常見的癌癥之一,但死亡率非常低,因此頻繁的預(yù)防至關(guān)重要。研究人員發(fā)現(xiàn),癌癥感染的組織會(huì)改變細(xì)胞的形狀和化學(xué)成分,這些變化可以通過 LIBS 觀察到,其中生物元素的成像提供了有關(guān)軟組織元素分布的信息。

FireFly應(yīng)用于小鼠牙齒和骨骼的元素分析

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對(duì)硬組織(牙齒和骨骼)的分析是考古學(xué)、人類學(xué)、法醫(yī)分析和醫(yī)學(xué)應(yīng)用等許多領(lǐng)域的重要組成部分。這些分析的結(jié)果可以提供有關(guān)個(gè)體的年齡、性別、健康、飲食、起源地和遷移等信息??梢酝ㄟ^多種分析方法獲得這些信息,例如 LIBS技術(shù)。上圖即為FireFly獲取的小鼠牙齒和骨骼Ca、MgPb、Sr元素分布圖。

 

 

1. PO?íZKA, Pavel. Laser - induced breakdown spectroscopy as a readout method for immunocytochemistry with upconversion nanoparticles [online], website: 

2. BUDAY, Jakub. Imaging laser - induced plasma under different laser irradiances [online], website: 

3. Kate?ina. Imaging margins of skin tumors using laser - induced breakdown spectroscopy and machine learning [online]. website: 


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