LIBS to skrót od Laser Induced Breakdown Spectroscopy (spektroskopia rozpadu indukowana laserem). Brzmi świetnie, ale jak to właściwie działa?
Krótko mówiąc, technologia LIBS stojąca za rozwiązaniem Micral™ do analizy pierwiastków jest zasilana przez wysokoenergetyczny laser impulsowy, który skupia impulsy laserowe na powierzchni próbki. Każdy impuls lasera jest wystarczająco silny, aby zjonizować próbkę, tj. rozbić ją ze stanu stałego na stan ciekły, aż do stanu plazmy. Spektrometr UV wykrywa siłę sygnału uwalnianego przez każdy pierwiastek w fazie plazmy, dostarczając dokładnych danych o stężeniu minerałów w próbce.
Proces od impulsu laserowego do emisji plazmy trwa około mikrosekundy, a podczas tylko jednego pomiaru próbka jest poddawana oddziaływaniu 6000 impulsów laserowych.
Od plazmy do danych
Plazma indukowana przez impuls laserowy emituje promieniowanie, w którym każdy pierwiastek w układzie okresowym ma swoją unikalną sygnaturę promieniowania w postaci linii emisyjnych. W pierwszym przybliżeniu siła linii emisyjnej pierwiastka jest proporcjonalna do stężenia pierwiastka w próbce. Np. wysokie stężenie wapnia w próbce daje silne linie emisyjne Ca, podczas gdy niskie stężenie Ca daje słabe linie emisyjne Ca. Na poniższym rysunku pokazano zależność sygnału od długości fali dla pomiaru kiszonki z trawy za pomocą technologii LIBS. Podświetlonych jest kilka znanych linii emisyjnych pierwiastków.
Analizator Micral™ LIBS przekłada te widma na odpowiednie dane, które określają stężenie minerałów w każdej próbce za pomocą algorytmów matematycznych.
Wysoka precyzja dzięki prasowaniu i podgrzewaniu
Przed analizą każda próbka jest prasowana do postaci granulatu. Granulowanie poprawia jakość uzyskiwanych widm, ponieważ pomiar LIBS wymaga płaskiej i twardej powierzchni próbki. Jeśli powierzchnia nie jest płaska, znacząco wpłynie to na jakość widma, ponieważ próbka nie zawsze znajduje się w ognisku wiązki laserowej. Jeśli powierzchnia nie jest twarda, siła wybuchu podczas ablacji laserowej spowoduje nierówną powierzchnię próbki.
Po pelletyzacji próbki są podgrzewane. Podgrzewanie zwiększa natężenie linii emisyjnych pierwiastków, tj. poprawia poziom kwantyfikacji. Dodatkowo podgrzewanie redukuje efekt matrycy próbki, co poprawia dokładność modelowania predykcji.
Precyzyjna technologia lasera impulsowego
Laser impulsowy wytwarza wysoki poziom energii, która jest uwalniana na próbkę przez soczewkę skupiającą, która intensyfikuje światło zanim dotrze ono do próbki. Natężenie promieniowania na powierzchni próbki dla każdego impulsu laserowego jest wystarczająco wysokie, aby zjonizować materiał próbki, tworząc w ten sposób plazmę. Promieniowanie z plazmy jest wykrywane przez spektrometr.
Laser ma częstotliwość powtarzania 200 impulsów na sekundę, a spektrometr zbiera podskany przez 30 sekund. Podskany są uśredniane do jednego końcowego skanu próbki – po usunięciu złych skanów.
Zaleta LIBS - szybka, bezpieczna i dokładna analiza pierwiastków
Obecne metody testowania są czasochłonne, wymagają wielu kroków, wykwalifikowanych operatorów, nowoczesnych pomieszczeń laboratoryjnych z wyciągami, stosowania niebezpiecznych odczynników chemicznych i drogich gazów. Rozwiązanie Micral™ LIBS zmienia zasady gry, znacznie przyspieszając wydajność testów i czyniąc technologię LIBS dostępną dla obciążonych pracą laboratoriów poszukujących nowych sposobów na skrócenie czasu oczekiwania na wynik i zwiększenie skali analizy pierwiastków.
- Prawidłowe wyniki dla 12 kluczowych pierwiastków, takich jak wapń, magnez, fosfor i inne, z czasem oczekiwania na odpowiedź wynoszącym zaledwie trzy minuty dla wysuszonych i zmielonych próbek.
- Łatwość obsługi umożliwia każdemu pracownikowi laboratorium wykonanie ważnego testu bez potrzeby specjalnego szkolenia.
- Do przygotowywania i testowania próbek nie są potrzebne żadne odczynniki chemiczne ani materiały eksploatacyjne.
- Dołączony autosampler zapewnia bezobsługową analizę i jeszcze wyższą przepustowość.
