Химия - Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия
28 февраля 2011Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия — один из методов атомно-эмиссионного спектрального анализа, в котором используют спектры плазмы лазерного пробоя для анализа твёрдых образцов, жидкостей, газовых сред, взвешенной пыли и аэрозолей. В англоязычной литературе данный метод именуют Laser-Induced Breakdown Spectroscopy или Laser-Induced Plasma Spectroscopy.
Лазерный пробой формируют при фокусировке импульсного лазерного излучения на поверхности образца. Процесс создания лазерной плазмы на поверхности образца называют лазерной абляцией.
В настоящее время ЛИЭС бурно развивается в связи с возможностью создания универсальных эмиссионных анализаторов, способных анализировать любые типы образцов, включая микроскопические, на все элементы сразу с отличным пространственным разрешением по поверхности и глубине, причем бесконтактно, не касаясь самих образцов, без какой-либо пробоподготовки, работающих в реальном времени в компактном переносном варианте.
В лазерной искре формируется весьма горячая плазма. При этом плазма факела, экстрагируемого из совершенно разных образцов, часто обладает схожими характеристиками.
Использование фемтосекундных лазерных импульсов предельно упрощает процесс мгновенного испарения и ионизации вещества без влияния теплопередачи по объёму образца и экранирования лазерного излучения плазмой факела, формирование которой происходит уже после окончания лазерного импульса. Эти факторы резко улучшают воспроизводимость анализа.
Применение ультрафиолетовых лазеров позволяет обеспечить лучшую эффективность и воспроизводимость лазерной абляции и, следовательно, более высокую точность анализа, чем это достижимо при помощи менее сложных и более распространённых инфракрасных лазеров.
В практических приложениях наибольшие сложности вызывает проблема градуировки и невпечатляющие пределы определения. Во многих случаях градуировка остаётся лишь приблизительной.
Уменьшить трудности с градуировкой, воспроизводимостью и правильностью анализа можно в случае абляции короткоимпульсными ультрафиолетовыми лазерами. С целью снижения пределов определения в ЛИЭС иногда используются сдвоенные лазерные импульсы. В идеальном варианте первым коротким ультрафиолетовым импульсом производится лазерная экстракция, а вторым более длинным инфракрасным импульсом производится дополнительный нагрев плазмы факела.
Плазму лазерной искры можно использовать не только как источник эмиссионных спектров, но и как атомизатор-ионизатор для масс-спектрометрической регистрации ионов. Это уже другой метод — метод лазерно-искровой масс-спектрометрии или лазерная микромасс-спектрометрия. Обычно в методе ЛИМС применяют времяпролётные масс-спектрометры, чтобы импульсный характер лазерной искры сочетался с импульсным отбором ионов.
Просмотров: 2283
|
|