激光诱导击穿光谱定量分析全血中的锂元素

锂（Li）盐作为一种精神科药物常被用于治疗重性抑郁障碍,然而长期服用Li盐会产生高中毒风险,及时监测患者血液中Li元素的浓度,对确保用药安全和临床治疗效果非常重要。激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS）作为一种快速分析技术,被广泛应用于实际场景下复杂基质的元素分析。本研究采用LIBS技术结合偏最小二乘法（Partial least squares, PLS）对血液基质中的Li元素进行定量分析。采用45组临床血液样品,分别构建血浆和全血基质下Li元素的定量分析模型,通过五折交叉验证方法对PLS算法中的潜变量数进行优化。结果表明,基于血浆基质构建的PLS定量分析模型预测决定系数（R2）为0.992,预测均方根误差（RMSEP）为0.204μg/mL,相对标准偏差（RSD）为2.14%;基于全血基质构建的PLS定量分析模型R2为0.984, RMSEP为0.728μg/mL, RSD为3.45%,因此,基于血浆定标值所建立的LIBS模型定量分析全血中锂元素的效果更佳。LIBS技术为临床血锂的快速检测评估提供了一种新的选择,具有...     

指纹光谱病原菌快速检测研究进展与趋势

病原菌检测对于保障饮用水和食品安全,应对突发公共卫生事件至关重要.现行检测标准或方法存在操作耗时费力,成本高等缺陷,难以满足现代社会高时效性要求,因此开发操作简单、低成本的病原菌快检技术迫在眉睫.近年来,随着激光技术和光电探测技术的高速发展,能够快速获取微生物指纹信息的激光光谱引起了研究者的广泛关注,其中表面增强拉曼光...     

微波等离子体原子吸收光谱法测定铜的研究

等离子体作为原子化器在原子光谱法中已经获得了广泛的应用.等离子体原子吸收光谱法目前多限于用ICP作为原子化器.1988年本室首次采用常压氩MIP作为原子化器,利用电热进样的方式引入样品,成功地测定了Cu、Ag和Pb.特征浓度分别为0.04(Ag)、0.04     

激光诱导击穿光谱对U元素的定量分析

铀矿是核领域最重要的矿产资源之一,快速、有效勘探铀矿资源能促进核领域平稳、健康发展。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具备多目标元素现场快速检测的优点,能实现铀矿资源准确、快速的现场分析。本工作基于LIBS技术对铀矿中U元素进行了定量分析,对比了偏最小二乘(PLS)和随机森林(RF)两种机器学习算法的定量效果。结果显示,RF模型的定量线性相关系数为0.996,对三个验证集的相对误差分别是22.33%、12.79%和12.04%;PLS模型的定量线性相关系数为0.997,对三个验证集的相对误差分别是4.33%、6.63%和6.85%。对比结果表明,本研究中的PLS模型定量准确度更高,同RF算法相比,PLS算法更适用于铀矿中U的LIBS定量分析。     

超声雾化进样法MPT－AFS的研究

本文对超声雾化进样微波等离子体炬（ＭＰＴ）原子荧光光谱法（ＡＦＳ）的分析性能进行了研究，在实验中详细地考察了各种实验条件和仪器参数对分析性能的影响，并利用此方法对Ｚｎ、Ｃｄ等元素进行了分析测定研究，并对这种等离子体的荧光发射区域作了探讨。     

大气压氦气预电离直流辉光放电二维仿真研究

基于二维流体模型,研究了大气压下预电离对短间隙和长间隙直流辉光放电的影响.对于两种放电,随着预电离的增强,带电粒子分布沿着放电方向逐渐向阴极偏移,使得阴极位降区不断收缩.从垂直放电方向来看,正柱区、负辉区和阴极位降区的宽度都不断增大,电子、离子密度的分布更加均匀.对于电场而言,随着预电离的增强,阴极位降区电场的纵向分量分布逐渐向阴极收缩,阴极附近的电场整体降低且分布更加均匀.电场的纵向分量分布逐渐减小,同时电场区域逐渐向壁面收缩.维持电压和放电功率都明显地降低.此外,随预电离的增加,短间隙放电中的压降始终集中在阴极位降区,而在长间隙放电中的压降由阴极位降区逐渐转移至正柱区.仿真结果表明,预电离能够有效增强放电均匀性,并降低放电维持电压和能量消耗.该工作对进一步优化电极配置和等离子体源的运行参数具有重要指导意义.     

录井专用型激光诱导击穿光谱仪测定岩屑中的8种元素

记录不同井深岩屑元素含量信息的岩屑录井工作是油气勘探开发的必要过程之一。本研究将西南某钻井现场的岩屑样品分为训练集和测试集,使用自行研制的小型台式激光诱导击穿光谱仪(LIBS-Trace)采集各岩屑样品谱图,对8种元素(Si、Al、Ca、K、Mg、Mn、Ti、Fe)优化建立基于支持向量机回归(SVR)的元素定量分析模型。将测试集数据用于算法模型评估验证,结果表明,8种元素预测的平均百分比误差(MPE)分别为Si 5.68%、Al 7.22%、Ca 7.45%、K 9.76%、Mg 8.79%、Mn 11.9%、Ti 11.4%和Fe 10.4%,可以满足录井工作的要求。此外,依据录井工作的流程与需求,对仪器软硬件进行修改,将优化确立的定量模型集成于仪器之中,使之成为录井专用型号。在录井工作现场进行测试,结果表明,算法模型结合仪器可快速完成岩屑元素定量分析,在油气勘探开发领域具有潜在的应用价值。     

激光诱导击穿光谱:从实验平台到现场仪器

激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)技术利用激光实现对分析样品的快速原位剥蚀和光谱激发,是一种具有广阔应用前景的分析手段,尤其是在现场、原位分析中优势明显,快速原位的分析特点符合未来分析仪器的发展方向.近年来基于该技术开展各类仪器研发的相关工作,引起广大研究者的极大关注.本文综述了激光诱导击穿光谱仪器中关键部件的组成及发展,从便携式、手持式及远程系统三个方面综述了各类现场应用仪器的研发进展,并对未来发展方向进行了展望.     

化学计量学在激光诱导击穿光谱分析中的研究进展

激光诱导击穿光谱作为一种新兴的元素分析技术,具有实时在线、非接触、多元素同时检测等优点,是光谱分析领域内的一种前沿性分析手段.然而,如何从复杂大量的激光诱导击穿光谱数据提取有用信息,提高其定性、定量分析准确度是激光诱导击穿光谱技术目前面临的难题.化学计量学作为多学科交叉的化学分支学科,在数据处理、信号解析和模式识别等方面具有优势,能够解决传统化学研究方法难以解决的一些复杂问题.本文从光谱数据预处理、定性和定量分析三方面综述了近年来化学计量学方法在激光诱导击穿光谱中的研究进展.