應(yīng)用LIBS技術(shù)探測生物組織的重金屬元素.pdf

1、學校代碼：10406分類號：O433學號：090080901002南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（學位研究生）應(yīng)用應(yīng)用LIBSLIBS技術(shù)探測技術(shù)探測生物組織的重金屬元素生物組織的重金屬元素碩士研究生：葉健華導師：萬雄教授申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：物理電子學所在單位：測試與光電工程學院答辯日期：2012年6月授予學位單位：南昌航空大學I摘要元素分為宏量元素和微量元素，其中有許多微量元素對人體的健康和疾病、免疫與感染、生育與致畸

2、、腫瘤與癌變、營養(yǎng)與長壽、生長與障礙以及其它一些慢性病等都息息相關(guān)。微量元素的過量或缺乏，都會導致機體平衡的破壞，從而引起疾病的發(fā)生。早期分析檢測元素的方法有原子熒光光譜法、原子吸收光譜法、生物檢測等，在檢測前必須要有樣品加工處理，過程較復雜，不能實現(xiàn)快速、實時、無損檢測。因此，很有必要開發(fā)一種新技術(shù)實現(xiàn)人體的元素在線檢測分析。激光誘導擊穿光譜探測技術(shù)（LIBS）是指一束高強度脈沖激光經(jīng)過反射鏡和透鏡聚焦到樣品，使樣品進行電離產(chǎn)生等離子

3、體，由光譜儀和探測系統(tǒng)收集后進行元素的定性定量分析。該技術(shù)分析裝備簡單，不需要繁瑣的樣品前期處理，可以對所有樣品進行分析，具有很高的靈敏度，并且可快速、實時、遠距離非接觸檢測，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、環(huán)境污染、生物醫(yī)學、文物保護、深空探測等領(lǐng)域。本文首先對LIBS技術(shù)進行了概括，通過等離子體的概念，等離子體的形成機理和LIBS優(yōu)缺點等對其概述分析了LIBS的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對等離子體的輻射機制進行了詳細的闡述。搭建了一套LIBS系統(tǒng)，對其器件

4、功能進行了簡介，并對實驗參數(shù)進行了優(yōu)化，總結(jié)出實驗最佳參數(shù)，每種樣品的參數(shù)如單脈沖激光能量、延遲時間等都不一樣，對所關(guān)心的元素檢測前須設(shè)定最佳實驗參數(shù)。在進行實驗時，讓樣品放在步進電機上進行三維移動，樣品包括鉛作業(yè)人員的手指甲和受化學污染的魚等生物組織，進行激光的聚焦和等離子體光譜信號的采集，實現(xiàn)了LIBS的在線分析，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，采用定標的方法對Mg、Pb、Ba等元素進行了標定，并對樣品的檢測限進行了分析，同時計算了等離子體