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DragonFly LIBS元素分析系統(tǒng)

DragonFly是歐洲工程技術中心（CEITEC）的衍生公司Lightigo公司推出的與FireFly平行的產(chǎn)品型號，旨在通過支持擴展、面向科研的設計，實現(xiàn)的通用性，讓使用者盡享LIBS技術的優(yōu)勢

對于通常較難檢測的樣品，比如鋼材中的C元素、巖土材料中的F元素、混凝土材料中的Cl元素、電池中的Li元素檢測等，Dragonfly都能實現(xiàn)優(yōu)秀的檢測效果。

DragonFly為靈活、易于擴展的模塊化設計，*1-1300 mbar全自動連續(xù)控制的真空反應室、激光脈沖波長自動切換功能；此外可選配紫外真空模塊，解決了多種譜線在可見光區(qū)域互相干擾的特殊情況。DragonFly支持靈活訂制，更多例如雙激發(fā)、多激發(fā)方案、多光路采集等--－共同討論，與您共同實現(xiàn)性價比和針對性的配置方案。

應用領域

l 植物、土壤、地質(zhì)、金屬、塑料、生物材料的元素檢測；

l 元素分布成像（mapping）；

l 多層剖面元素測量；

l 動植物的有害金屬/重金屬的脅迫響應；

l 標記物、納米顆粒檢測

主要特點

l 1-1300 mbar 真空反應室；

l 吹氣模塊和主動抽吸模塊；

l 3軸自動移動操作臺；

l 顯微樣品觀測和環(huán)狀4段獨立照明；

l 激光聚焦光斑自動調(diào)整；

l 8通道內(nèi)置數(shù)字延時發(fā)生器；

l 氣體吹掃和氣體抽吸適配器；

l 單激發(fā)/雙激發(fā)DPSS激光器；

l 測量速度100HZ；

l Echelle/Czerny-Turner光譜儀；

l iCCD/EMCCD/SCMOS/CMOS檢測器可選

儀器參數(shù)

DragonFly標準配置選項見下表。主要配置可根據(jù)需求和預算做針對性選擇，實現(xiàn)性價比。

DragonFly支持靈活訂制溝通您的配置方案。

樣品	樣品體積	大80 × 80 × 50mm （樣品可為不規(guī)則形狀）
樣品	樣品支架	適用于不規(guī)則樣品：通用夾式樣品支架適用于標準壓片樣品：12 × 12 mm \| 2 × 30 mm \| 1 × 50 mm
電控樣品臺	移動范圍 (X × Y × Z)	60 × 80 × 50 (X × Y × Z) mm
	移動分辨率	0.08 μm (微移) / 5 μm (標準)：
	移動速度	6 mm/s
樣品觀測	正向觀測相機	CMOS ( 55 fps), 視野范圍：1.5 mm,
	側(cè)向觀測相機	CMOS ( 55 fps), 視野范圍：80 mm：
	照明	LED環(huán)狀照明，4段獨立控制
激光聚焦	透鏡	空氣介質(zhì)消色差耦合透鏡，焦距30 mm
激光聚焦	光斑大小	自動調(diào)節(jié)范圍：10–150 μm
激光器	標配	DPSS激光器；20HZ，70 mJ (1064), 35 mJ (532 nm), 12 mJ (266 nm)¹⁾
激光器	可選	雙激發(fā)DPSS, pulse energy >100 mJ, 頻率可達100 Hz²⁾
光譜儀和檢測器	標配	Echelle + EMCCD, 20 Hz, 200-1000 nm, 分辨率能力可至 60 000 λ/Δλ³⁾
光譜儀和檢測器	可選	Czerny-Turner/Echelle + ICCD/iStar SCMOS/CMOS, 頻率可達100 Hz (1 kHz in ROI⁴⁾)
數(shù)字延時發(fā)生器	通道	8個SMB輸出通道，另有2個SMB通用I/O通道8 SMB output
	模式	單脈沖，連續(xù)，外觸發(fā)，門控，負載循環(huán)等
	參數(shù)	時間分辨率10 ns，精確度5 ns，輸出3.3/5 V
氣體模塊	氣壓調(diào)節(jié)	1-1300 mbar 調(diào)節(jié)范圍, 可通入 Ar/He 保護氣
	吹掃系統(tǒng)	連續(xù)吹掃模式；脈沖觸發(fā)吹掃模式
	抽吸系統(tǒng)	主動氣體/灰塵抽氣系統(tǒng)，濾網(wǎng)可更換
緊湊版規(guī)格	長×寬×高	1320 × 850 × 1500 mm
	重量	300 kg

1) 多種倍頻可選； 2）取決于激光器型號； 3）取決于光譜儀的配置； 4）取決于ROI

LIBS技術原理和優(yōu)勢

DragonFly應用案例：

1. LIBS技術對于癌癥檢測的應用：

CEITEC 的布爾諾科技大學Lightigo研究團隊正在進行應用LIBS技術的皮膚癌檢測研究---癌變細胞與正常細胞的元素構成有差異，所以通過LIBS技術檢測腫瘤組織的元素特征，從而應用于醫(yī)療診斷。

本圖引自捷克電臺本次采訪新聞文章

2020年1月24日，捷克電臺發(fā)布了在布爾諾科技大學激光光譜實驗室對Lightigo團隊的采訪，Lightigo公司項目負責人Pavel Po?ízka談到：“LIBS測量能夠得到一系列元素分布圖像，幫助病理學家盡快確診。大的腫瘤容易發(fā)現(xiàn)，但LIBS技術對于很小的難以檢測的衛(wèi)星腫瘤會非常有用武之地。"

2. 應用雙激發(fā)LIBS技術對蠶豆幼苗根部納米銀顆粒分布mapping分析

根部對于植物養(yǎng)分供應、保護植物避免受到過量金屬離子的毒害方面發(fā)揮著重要作用，但是根部元素分析的難度要遠遠大于對莖部組織，原因包括：根通常要比莖和芽細小很多；干物質(zhì)含量小很多，為樣品切割帶來很大不便；通常待分析元素相對含量較低；而柔軟多汁的樣品如何保持其結(jié)構形狀以得到元素分布的正確結(jié)果，同樣是個難題。

Lightigo針對上述挑戰(zhàn)，在本案例中進行了成功的探索 --- 應用雙激發(fā)LIBS技術對蠶豆幼苗根部納米銀顆粒（直徑為21.7±2.3 nm）進行mapping分析，目標是對自然狀態(tài)下的植物組織進行元素檢測，獲得高mapping分辨率的同時確保檢測靈敏度。這同時也是整個LIBS領域中，對植物根部納米顆粒分布情況的初次嘗試。

Cu⁺溶液處理蠶豆幼苗根橫切不同分辨率下mapping結(jié)果：100μm、75μm、50μm

Cu2+、Ag+、AgNPs處理7日后的蠶豆幼苗根部橫切的顯微圖像和元素mapping對應結(jié)果

不同濃度Cu²⁺溶液【a) 100 μmol l^?¹ Cu²⁺；b)50 μmol l^?¹ Cu²⁺；c) 10μmol l^?¹ Cu²⁺； d) 0 μmol l^?¹ Cu²⁺】處理蠶豆幼苗根橫切mapping結(jié)果；e）樣品區(qū)特征譜線；f）Cu²⁺濃度降低，其對應譜線強度也依次降低

實驗結(jié)論：

LIBS技術檢測速度快；即使對直徑只有2mm的幼根，也可對其橫切面中的金屬離子及金屬納米顆粒分布進行mapping分析，檢測的精確度和圖像分辨率足以滿足實驗需求。應用雙激發(fā)技術，Mapping分辨率可達到50μm，足以區(qū)分根表皮層、皮層、中柱中的元素分布特征。

此外，7天的短時間處理即可檢測結(jié)果，說明對自然環(huán)境中、自然養(yǎng)分條件下的植物來說，LIBS 元素mapping也是元素分布檢測行之有效的實驗方法，因此將是植物學和環(huán)境毒理學領域中的有效應用。

引自：Krajcarová L, Novotny K, Kummerová M, J. Dubová J, Gloser V, Kaiser J. Mapping of the spatial distribution of silver nanoparticles in root tissues of Vicia faba by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) [J], Talanta 173 (2017) 28–35.）

Lightigo 團隊部分參考文獻名錄

.cn/portal/article/index/id/682.html

.cn/portal/article/index/id/683.html