▉系統(tǒng)概述
Tandem即LA-LIBS復(fù)合系統(tǒng),它可以在獨立的LA模式或LIBS模式下運行,也可以作為LA-LIBS復(fù)合系統(tǒng)運行,實現(xiàn)LA-ICP-MS和LIBS之間結(jié)果的相互驗證。Tandem既實現(xiàn)了同時進(jìn)行常量、微量元素及同位素(與ICP-MS聯(lián)用)的全面測量,又實現(xiàn)了包括有機(jī)元素、輕質(zhì)元素、鹵素元素的全周期表測量,并且具有快速元素分布制圖、歸一化ICP-MS等離子體發(fā)射信號、LIBS快速基體匹配修正、LIBS快速掃描樣品、LA深入細(xì)節(jié)分析等功能。在軟件方面,功能強(qiáng)大的Clarity Tandem軟件基于光譜和質(zhì)譜信息,建立光譜和質(zhì)譜兩個數(shù)據(jù)源疊加的元素譜庫,采用交互驗證的高級校準(zhǔn)模型,實現(xiàn)樣品物質(zhì)中主量元素、次量元素和微量元素的精確定量分析,為不同應(yīng)用領(lǐng)域提供更強(qiáng)的鑒定分析能力。
▉基本原理
什么是LIBS?
Laser Induced Breakdown Spectroscopy即激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀,是一種快速的化學(xué)分析方法,它使用短脈沖激光激發(fā)樣品表面制造微等離子體來進(jìn)行靈敏、準(zhǔn)確和精密的元素分析,相比其它方法具有許多明顯的優(yōu)勢,例如:
無需樣品制備
測量時間快至幾秒鐘
可測元素范圍寬,包括輕質(zhì)元素、有機(jī)元素和鹵族元素,如:H, Be, Li, C, N, O, Na, and Mg等
多種采樣方式,包括表面采樣和深度剖面采樣
薄樣品無需擔(dān)心襯底干涉
重金屬元素的檢出限低至ppm水平
可用于金屬, 半導(dǎo)體 ,玻璃, 生物組織, 絕緣材料, 塑料, 土壤, 植物, 薄膜涂層,電子材料等元素定量分析
什么是LA?
Laser Ablation即激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)是利用激光照射待測樣品對其進(jìn)行剝蝕,LA在樣品表面制造出發(fā)光的等離子體,通過分析等離子體發(fā)射光可檢測元素種類和濃度(即LIBS),還可通過載氣將樣品氣溶膠輸送至ICP-MS或ICP-OES分析儀器進(jìn)行檢測分析。
通過LA技術(shù)進(jìn)行LIBS或LA-ICP-MS分析,具有速度快,無需樣品制備、環(huán)保、安全等優(yōu)勢。
什么是Tandem?
由美國ASI公司推出的一款具有真正突破性進(jìn)展的激光剝蝕及激光誘導(dǎo)擊穿光譜復(fù)合系統(tǒng),可同時進(jìn)行LIBS和LA-ICP-MS的檢測(通過聯(lián)接ICP-MS),它通過捕捉激光剝蝕等離子體發(fā)出的光進(jìn)行快速光譜分析,同時將剝蝕粒子高效地輸送到電感耦合等離子體質(zhì)譜儀器進(jìn)行質(zhì)譜元素或同位素分析。同時進(jìn)行LIBS和LA-ICP-MS的檢測,兼具二者的檢測優(yōu)勢,以盡可能少的樣品量獲得盡可能多的化學(xué)信息。
▉應(yīng)用領(lǐng)域
l 環(huán)境保護(hù):土壤、植物、水源、大氣中元素的分析,碳循環(huán)研究
l 地球化學(xué):巖石起源鑒定,測定礦物化學(xué)組分
l 能源產(chǎn)業(yè):石油、煤粉中的元素分析,太陽能電池,新型電池研發(fā)
l 考古應(yīng)用:辨別來源與贗品識別,藝術(shù)品材料表征年代估計
l 司法鑒定:如毛發(fā)、血液分析,推斷物質(zhì)來源,物質(zhì)分類和鑒別,偽造物分析
l 材料分析:材料的化學(xué)成分分析,元素分布情況研究
l 生物醫(yī)學(xué):臨床病變組織分析,病原體微生物分析藥物成分分析
l 食品安全:地溝油,三聚氰胺,瘦肉精及一些視頻添加劑的分析
l 爆炸物分析:爆炸物分析,核物質(zhì)分析
l 電子產(chǎn)業(yè):半導(dǎo)體產(chǎn)品中有害物濃度的快速檢測
l 珠寶鑒定:寶石礦物中元素的分布圖
▉技術(shù)特點
l 直接LA采樣進(jìn)樣,可供ICP-MS分析或LIBS分析,或者兩種方法同時分析
l 同時測量主要/痕量元素以及同位素
l 檢測速度快至幾秒
l 可檢測ICP-MS難以測量的輕質(zhì)元素、有機(jī)元素和鹵族元素,如:C、H、O、N、F等
l 可以做整體分析、夾雜物分析、剖面分析、元素分布圖
l 動態(tài)擴(kuò)展?jié)舛确秶鷱?/span>ppb級至百分比級
l 雙攝像頭成像系統(tǒng),輕松標(biāo)識和選擇采樣區(qū)
l 高穩(wěn)定性Q-switched短脈沖Nd:YAG激光
波長213nm 或266nm
脈寬< 5ns @213 nm
l 創(chuàng)新的模塊化系統(tǒng)設(shè)計:可用于配置獨立的LA系統(tǒng)、LIBS系統(tǒng)或LA-LIBS復(fù)合系統(tǒng)
l 可選3種LIBS檢測器,滿足不同的元素分析需求
l 為確保激光剝蝕的一致性,樣品室配備的自動高度調(diào)整系統(tǒng),配備激光能量穩(wěn)定器
l 雙視頻成像系統(tǒng),分別用于高倍成像和寬視野樣品表面成像,輕松定位樣品取樣點
l ASI公司的Flex樣品室,內(nèi)置可互換的嵌入塊,優(yōu)化運輸氣流和顆粒凈化能力
l 微集氣管設(shè)計,可消除排氣及記憶的影響
l 雙路高精度數(shù)字流量控制器及電控閥門
l 系統(tǒng)控制分析軟件
控制硬件組件及自動測量
強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析模塊,用于LIBS和LA-ICP-MS分析
LIBS化學(xué)計量軟件,用于識別及分類分析
運用多種采樣方法:整體分析、微斑及夾雜物分析、剖面分析和元素分布圖
l 低維護(hù)費用
l 可升級至飛秒LA系統(tǒng)
l 來自廠家專家團(tuán)隊的LA/LIBS應(yīng)用支持
▉基本參數(shù)
l 激光:高功率調(diào)Q,Nd:YAG 激光,平頂光束剖面
l 波長213 nm 或 266 nm
l 獨立的LIBS系統(tǒng),波長還有532nm 和1064nm
l 激光波長213 nm或266 nm,單獨的LIBS系統(tǒng),波長還有532nm和1064nm可選
l 激光斑:
5–250微米 @ 213和266 nm
10-250 微米 @ 532 和 1064 nm
電動光束擴(kuò)展和孔徑成像相結(jié)合
l 能量密度:>20 J/cm2 @ 213 nm
l 剝蝕點目標(biāo):@670 nm紅色激光, 樣品高度自動調(diào)整