激光誘導(dao)擊穿光譜（LIBS）技術(shu)是(shi)利用(yong)脈(mai)沖(chong)激光在(zai)待(dai)測(ce)樣(yang)品表面(mian)激發產生(sheng)等離(li)子(zi)體(ti)，通(tong)過(guo)等離(li)子(zi)體(ti)發(fa)射的(de)光譜波(bo)長(chang)和強度信息(xi)，分別獲得(de)待(dai)測(ce)元素的(de)種(zhong)類(lei)和含(han)量信息(xi)。基(ji)於LIBS技術(shu)的(de)FireFly快(kuai)速(su)元素分(fen)析與成像系(xi)統可對海水、海洋沈積(ji)物(wu)、海洋生(sheng)物(wu)進行(xing)元素分(fen)析，揭示(shi)海洋元素地(di)球化(hua)學循(xun)環(huan)與沈積環(huan)境(jing)、生(sheng)物(wu)地(di)球化(hua)學過程的相(xiang)互(hu)作(zuo)用。

技術(shu)優(you)勢(shi)

低(di)成本(ben)、無前(qian)處(chu)理(li)：樣(yang)品測(ce)量無需(xu)前(qian)處(chu)理(li)，固體(ti)樣(yang)品測(ce)量無耗(hao)材(cai)，元素測(ce)量成本(ben)低(di)。

高(gao)頻(pin)率(lv)、全元(yuan)素檢(jian)測(ce)：測(ce)量頻率(lv)高(gao)，可在(zai)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)獲取大量數據，壹次(ci)測(ce)量能夠(gou)獲取樣(yang)品的所(suo)有(you)元(yuan)素信息(xi)，為全面(mian)了解海洋元素組(zu)成提(ti)供(gong)保障(zhang)。

高(gao)分(fen)辨率(lv) Mapping成(cheng)像：可(ke)實現高分(fen)辨率(lv)的(de)元素分(fen)布成(cheng)像，精確(que)展(zhan)示元(yuan)素在(zai)樣(yang)品中的(de)空間(jian)分布情況，有(you)助於深(shen)入(ru)研究海洋元素地(di)球化(hua)學循(xun)環(huan)的(de)微(wei)觀機(ji)制。

應(ying)用案例(li)

海水元(yuan)素分(fen)析：海水重(zhong)金屬檢(jian)測(ce)，工業廢水排(pai)海後的(de)海洋化(hua)學研究

錳（Mn）在(zai)工(gong)業(ye)廢(fei)水和海水中(zhong)過量溶解(jie)會(hui)對水生(sheng)環(huan)境(jing)有(you)害(hai)，確(que)定(ding)其(qi)含量對汙(wu)染(ran)監(jian)測(ce)和海洋地(di)球化(hua)學及生(sheng)物(wu)過程研究非常(chang)重(zhong)要(yao)。傳統元(yuan)素分(fen)析技術(shu)耗(hao)時且對樣(yang)品制備(bei)要(yao)求高(gao)，文(wen)章(zhang)利用(yong)LIBS快(kuai)速(su)元素檢(jian)測(ce)技術(shu)對(dui)模(mo)擬(ni)工業廢水和海水的(de) Mn 溶(rong)液(ye)進行(xing)檢(jian)測(ce)，結果表明該(gai)方(fang)法(fa)在(zai)復雜環(huan)境(jing)中具(ju)有(you)快(kuai)速(su)檢(jian)測(ce) Mn 和其(qi)他重(zhong)金屬元(yuan)素的(de)潛(qian)力(li)。

FireFly LIBS可(ke)對(dui)海水樣(yang)品進行(xing)快速(su)、全元(yuan)素測(ce)量，獲取海水中(zhong)各種(zhong)元素的(de)含量和分(fen)布(bu)信息(xi)，為研究海洋元素地(di)球化(hua)學循(xun)環(huan)提(ti)供(gong)基(ji)礎(chu)數據。

海洋沈積(ji)物(wu)元素分(fen)析：基(ji)於海洋沈積(ji)物(wu)的 LIBS 分(fen)析追蹤地(di)質(zhi)時(shi)間(jian)尺(chi)度上的氣(qi)候變(bian)化(hua)

基(ji)於元(yuan)素組(zu)成的(de)海洋沈積(ji)物(wu)地(di)球化(hua)學研究可用(yong)於追(zhui)蹤地(di)質(zhi)時(shi)間(jian)尺(chi)度上的氣(qi)候變(bian)化(hua)，南(nan)極海洋沈積(ji)物(wu)的 LIBS 分(fen)析表明該(gai)技術(shu)可(ke)用於識別極地(di)海洋沈積(ji)物(wu)的來(lai)源(yuan)，而(er)本(ben)文(wen)則(ze)利用(yong) LIBS 技術(shu)對(dui)北(bei)極(ji)海洋沈積(ji)物(wu)中的(de)應(ying)用可行(xing)性(xing)進行(xing)驗證(zheng)。文(wen)章(zhang)對比了3種(zhong)技術(shu)的(de)測(ce)量結果(guo)，其(qi)中LIBS 數據與 ICP 數據更(geng)相(xiang)符(fu)，能為北(bei)極(ji)沈(chen)積(ji)物(wu)中的(de)元(yuan)素含(han)量提(ti)供(gong)更(geng)準確(que)的定(ding)量分析，ITRAX 和 LIBS 在(zai)元(yuan)素平面分(fen)布(bu)上顯示(shi)出(chu)相似(si)的模(mo)式(shi)，但(dan)需(xu)要(yao)考慮(lv)沈(chen)積(ji)物(wu)粒(li)度。其(qi)中LIBS 數據中(zhong)大多(duo)數元素 / Al 比值在(zai)上(shang)部(bu)有(you)明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)，與沈積物(wu)來源(yuan)有(you)關；Mn/Al 和 Fe/Al 比值的(de)升高(gao)與西(xi)伯利亞(ya)河流(liu)排(pai)放(fang)和海岸(an)侵(qin)蝕(shi)有(you)關；顏色(se)變(bian)化(hua)與元素比值相(xiang)關，驗證(zheng)了LIBS 技術(shu)在(zai)北(bei)極(ji)沈(chen)積(ji)物(wu)元素剖(pou)面的(de)定(ding)性(xing)和定(ding)量分析方(fang)面(mian)的(de)潛(qian)力(li)。

利用(yong)FireFly LIBS可(ke)以(yi)用於分(fen)析海洋沈積(ji)物(wu)中元(yuan)素的(de)組成(cheng)和分(fen)布(bu)，了解元(yuan)素在(zai)海洋沈積(ji)過(guo)程中的(de)行(xing)為和變(bian)化(hua)，探討(tao)海洋元素地(di)球化(hua)學循(xun)環(huan)與沈積環(huan)境(jing)的關系(xi)。

海洋生(sheng)物(wu)元素分(fen)析：通(tong)過(guo)貝殼Mg/Ca 濃(nong)度比值反(fan)映(ying)捕獲季節

海洋軟體(ti)動物(wu)貝殼(ke)的(de)化(hua)學成分(fen)可(ke)反(fan)映(ying)其(qi)過去(qu)所(suo)經歷的環(huan)境(jing)條件(jian)，其(qi)中 Mg/Ca 濃(nong)度比值與海表溫(wen)度（SST）有(you)顯(xian)著(zhu)相(xiang)關性(xing)。文(wen)章(zhang)利用(yong)激光誘導(dao)擊穿光譜（LIBS）的(de)高(gao)通量分析潛(qian)力(li)，對 Patella depressa 貝(bei)殼(ke)中的 Mg/Ca 濃(nong)度剖(pou)面進行(xing)了比較(jiao)分析，其(qi)中CF - LIBS 方(fang)法(fa)成(cheng)功應(ying)用於四個(ge)樣(yang)本(ben)，兩種(zhong)方(fang)法(fa)都(dou)能正確(que)反(fan)映(ying)捕獲季節（夏季末），結果(guo)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)相(xiang)關性(xing)（回(hui)歸(gui)系(xi)數為 0.63 - 0.81），平均相(xiang)對(dui)誤差低(di)於 10%，證(zheng)明(ming) CF - LIBS 方(fang)法(fa)是(shi)確(que)定(ding) Patella depressa 貝(bei)殼(ke)中 Mg/Ca 摩(mo)爾(er)濃度的可靠方(fang)法(fa)，這(zhe)對未來古氣(qi)候和考古(gu)研究具有(you)重(zhong)要(yao)意義。

利用(yong)FireFly LIBS對(dui)海洋生(sheng)物(wu)體(ti)內(nei)的元(yuan)素進行(xing)檢(jian)測(ce)，可以研究元素在(zai)海洋生(sheng)物(wu)體(ti)內(nei)的積(ji)累、代謝(xie)和生(sheng)態(tai)效(xiao)應(ying)，揭示(shi)海洋元素地(di)球化(hua)學循(xun)環(huan)與生(sheng)物(wu)地(di)球化(hua)學過程的相(xiang)互(hu)作(zuo)用。

FireFly應(ying)用領域(yu)

l 土(tu)壤分析：分析土(tu)壤樣(yang)本(ben)中的(de)元(yuan)素組(zu)成，評(ping)估(gu)土(tu)壤肥力(li)和汙(wu)染(ran)情況。

l 地(di)質(zhi)勘(kan)探：用(yong)於巖石(shi)和礦(kuang)物(wu)的元(yuan)素分(fen)析，輔(fu)助地(di)質(zhi)勘(kan)探和礦(kuang)物(wu)成分(fen)研究。

l 金屬材(cai)料檢(jian)測(ce)：分(fen)析金屬及(ji)其(qi)合金中的(de)元素成(cheng)分，用(yong)於材(cai)料(liao)科學和質(zhi)量控制。

l 環(huan)境(jing)監(jian)測(ce)：監(jian)測(ce)環(huan)境(jing)樣(yang)本(ben)（如沈積物(wu)、大氣(qi)顆粒(li)物(wu)等）中(zhong)的(de)元素，評(ping)估(gu)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)。

l 生(sheng)物(wu)材料(liao)分(fen)析：測(ce)定(ding)生(sheng)物(wu)樣(yang)本(ben)（如毛發(fa)、血液(ye)、骨骼、腫瘤等）中(zhong)的(de)元素，用(yong)於生(sheng)物(wu)醫(yi)學研究。

l 植物(wu)分析：用(yong)於植物(wu)組織(zhi)中(zhong)元(yuan)素含(han)量的測(ce)定(ding)，幫助研究植物(wu)營養(yang)狀(zhuang)況(kuang)和元(yuan)素吸(xi)收分(fen)布(bu)及植物(wu)在(zai)重(zhong)金屬脅(xie)迫(po)

下(xia)的(de)反(fan)應(ying)和耐(nai)受(shou)性(xing)。

1. Xiu J, Zhong S, Hou H, et al. Quantitative determination of manganese in aqueous solutions and seawater by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) using paper substrates[J]. Applied spectroscopy, 2014, 68(9): 1039-1045.

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3. Martínez-Minchero M, Cobo A, Méndez-Vicente A, et al. Comparison of Mg/Ca concentration series from Patella depressa limpet shells using CF-LIBS and LA-ICP-MS[J]. Talanta, 2023, 251: 123757.