J200 FS LA-LIBS系統用于植物葉片元素空間分布研究
瀏覽次數:5994 發布日期:2016-6-6
來源:www.aozuo.com.cn
前言
植物葉片元素空間分布分析可用于植物生理研究、植物體養分元素運移分析、植物富集作用研究等眾多應用領域,特別是新鮮葉片的分層研究更是意義重大。但目前常規元素分析方法往往需要將葉片酸解,無法原樣分析,成分眾多科研領域發展的瓶頸。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:采用美國應用光譜公司的 J200 fs LA-LIBS系統
三個新鮮灌木葉片樣品:
數據分析采用J200 fs LA-LIBS系統自帶軟件系統
J200 fs LA-LIBS系統
新鮮葉片樣品(右圖從下到上依次為:樣品1、2、3)

分析結果
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復合系統中的LIBS模塊對這些元素進行了測量。同時,納秒LA-LIBS系統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,發現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)和發黃葉片(樣品3)兩個不同的葉片元素空間分布情況,結果發現Mg在綠色健康的葉片中的含量高于Mg在非健康發黃的葉片中的含量; 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系統的光譜采集模塊分析了兩個葉片中H元素的分布情況,結果發現,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
J200 fs LA-LIBS系統能夠對植物新鮮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設置及氣流控制經驗,否則樣品容易被激光擊穿。如果沒有很好的能量控制及穩定性控制,是很難逐層剝蝕并完成實驗,而J200 fs LA-LIBS系統完美的完成了分析。同時,J200fs LA-LIBS系統自帶的數據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果。J200 fs LA-LIBS系統將在植物生理研究、大氣環境污染研究、作物營養運營、植物重金屬富集研究等領域有巨大應用潛力。