J200飛秒激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)J200FemtosecondLaserAblation(LA)LA-ICP-MS的量子級(jí)飛躍J200LA-fs飛秒激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)是LA-ICP-MS技術(shù)向高精度、高準(zhǔn)確度、高靈敏度水平發(fā)展的重大突破

詳細(xì)介紹

J200飛秒激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)

J200 Femtosecond Laser Ablation (LA)

LA-ICP-MS 的量子級(jí)飛躍
J200LA-fs飛秒激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)是LA-ICP-MS技術(shù)向高精度、高準(zhǔn)確度、高靈敏度水平發(fā)展的重大突破。J200LA-fs確保元素和同位素不分解的情況下，均勻剝蝕樣品成透明狀，這意味著剝蝕的顆粒能真實(shí)地代表樣品的化學(xué)特性，這是采用長(zhǎng)脈沖激光技術(shù)無(wú)法達(dá)到的。

減少樣品的依賴性，比霧化技術(shù)精度高
J200LA-fs系列剝蝕樣品精度高，且沒(méi)有熱效應(yīng)。而采用長(zhǎng)激光脈沖的系統(tǒng)，會(huì)發(fā)生的多種熱過(guò)程，改變剝蝕樣品的數(shù)量和化學(xué)成分，如改變熱特性等；并且無(wú)論采用什么波長(zhǎng)，如266nm, 213nm 或193nm, 為了準(zhǔn)確定量的分析元素和同位素，需要高精度的、與測(cè)量樣品相匹配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

J200LA-fs剝蝕均勻一致，剝蝕的樣品顆粒能代表樣品的化學(xué)特性，無(wú)需高度匹配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，也能進(jìn)行高精度、定量LA-ICP-MS測(cè)量。

均勻一致的粒徑確保高精度、高靈敏度測(cè)量
長(zhǎng)激光脈沖系統(tǒng)產(chǎn)生的樣品顆粒大（常大于數(shù)微米），駐留在輸送管中，導(dǎo)致運(yùn)輸效率低，并且降低了分析的靈敏度。大樣品顆粒還會(huì)在ICP-MS的瞬時(shí)信號(hào)中產(chǎn)生峰值，導(dǎo)致測(cè)量精度降低。J200系統(tǒng)產(chǎn)生的樣品顆粒均勻一致，且尺寸分布合理，一般在10-200nm，運(yùn)輸效率高。這些到達(dá)ICP源的顆粒能*被消解，產(chǎn)生穩(wěn)健、恒定的瞬時(shí)ICP-MS信號(hào)。用戶可*依靠J200系統(tǒng)輸送高質(zhì)量的樣品顆粒到ICP-MS 系統(tǒng)。

元素和同位素的分餾少
在LA-ICP-MS測(cè)量過(guò)程中引起元素或同位素分餾的兩大主要過(guò)程：（1）非化學(xué)計(jì)量物質(zhì)剝蝕的熱過(guò)程；（2）大樣品顆粒在ICP源不*消解。J200施加高能激光的時(shí)間比長(zhǎng)脈沖系統(tǒng)短，短達(dá)1/10000。J200LA-fs系統(tǒng)通過(guò)非熱過(guò)程，施加超高激光輻射剝蝕樣品，產(chǎn)生的顆粒能在ICP源*消解，確保在測(cè)量過(guò)程中獲取高精度、穩(wěn)定的元素或同位素信號(hào)。

高精度元素和同位素測(cè)量的保障
ASI公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)擁有30多年激光剝蝕技術(shù)的基礎(chǔ)研究經(jīng)驗(yàn)和LA-ICP-MS方法的研究背景，也是在LA-ICP-MS系統(tǒng)中采用飛秒激光脈沖，并實(shí)現(xiàn)其性能的公司。J200LA-fs系統(tǒng)能完成具挑戰(zhàn)性的化學(xué)分析工作。來(lái)自ASI公司嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲泻图夹g(shù)支持是其它技術(shù)無(wú)法達(dá)到的。

強(qiáng)大的∫ Integra軟件與ICP-MS儀器協(xié)同操作
∫ Integra軟件讓用戶通過(guò)基本單元“處方”來(lái)制定各個(gè)硬件工作的時(shí)間序列命令集，并通過(guò)串聯(lián)多個(gè)“處方”，讓系統(tǒng)自動(dòng)完成各個(gè)測(cè)量工作。

硬件控制簡(jiǎn)單、方便
∫ Integra軟件使J200LA-fs用戶簡(jiǎn)單、方便地操作硬件部件。只需簡(jiǎn)單點(diǎn)擊tab鍵，用戶即可檢查飛秒激光、氣流系統(tǒng)、光模塊、3-D操作臺(tái)、自動(dòng)高度調(diào)節(jié)傳感器、樣品室等部件的工作狀態(tài)，不同用戶組可賦予不同的使用權(quán)限。

獲取勾邊樣品圖像，制定復(fù)雜的激光采樣模式
∫ Integra 軟件提供大的視頻窗口，顯示勾邊的、詳細(xì)的樣品圖像。用戶在樣品圖像上可任意編輯激光采樣模式，包括光柵線狀、曲線、隨機(jī)點(diǎn)、任意尺寸網(wǎng)格或預(yù)先編制的模式。即使是形狀怪異的結(jié)構(gòu)，采用∫ Integra的模式工具也可選定，并分析其元素或同位素。

雙照相系統(tǒng)掃描樣品
J200LA-fs 的兩個(gè)相機(jī)提供廣角和放大的樣品圖像。∫ Integra允許用戶先獲取樣品的廣角圖像，然后在圖像上掃視不同的位置，高倍放大選定點(diǎn)。

智能氣流控制，大限度地獲取ICP-MS等離子體的穩(wěn)定性和分析性能
∫ Integra具備智能輸送和補(bǔ)充氣控制功能，使每種氣體按預(yù)定的方式達(dá)到設(shè)定值，同步開關(guān)確保穩(wěn)定的ICP-MS等離子體狀態(tài)，防止等離子體火焰噴出。預(yù)設(shè)閥配置可選擇氬氣或氦氣作為載氣或緩沖氣。

“處方”功能讓系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行
用戶可將多個(gè)硬件部件運(yùn)行命令集合，并按時(shí)間順序排列，形成∫ Integra“處方”。制定完成的處方，以后也可以調(diào)用。多個(gè)處方可編制成組，自動(dòng)順序執(zhí)行，使測(cè)量工作高度自動(dòng)化。
可簡(jiǎn)單采用“recall”命令調(diào)用“處方”，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，也可復(fù)制部分“處方”，結(jié)合新的命令，完成新的采樣過(guò)程。

主要技術(shù)指標(biāo)

激光器	工業(yè)級(jí)高頻Ytterbium diode飛秒激光器，343 nm和1030 nm，頻率可調(diào)，大10KHz
能量控制	連續(xù)可調(diào)光學(xué)衰減器，集成激光能量監(jiān)測(cè)單元
激光光閘	自動(dòng)光閘保證激光能量穩(wěn)定
激光脈沖能量(激光頭輸出)	大150μJ/脈沖 @ 343 nm* ，大 1mJ/脈沖 @ 1030 nm
激光光斑大小控制	3-70微米，結(jié)合了自動(dòng)光束擴(kuò)展器和狹縫成像光斑大小范圍取決于不同設(shè)備的型號(hào)，可用戶自定義光斑大小范圍
自動(dòng)X-Y軸	100 mm X 100 mm 行程范圍，分辨率0.2微米
自動(dòng)Z軸	35mm行程范圍，Z軸可以實(shí)現(xiàn)樣品自動(dòng)高度調(diào)整，分辨率0.5微米
剝蝕點(diǎn)定位	紅色激光具有更好的信號(hào)精度，ASI的自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)
樣品圖像	高分辨率的雙CMOS鏡頭，用于高倍放大和大視野預(yù)覽，支持光學(xué)變焦
樣品成像光源	泛光LED燈，同軸反射光和透明光源，正交十字光
氣體控制	雙路數(shù)字流量控制器，可選第三個(gè)流量控制器（用于氮?dú)饣蚱渌麣怏w）電控兩向和三向閥，ASI氣體控制單元
樣品室	Flex™ 樣品室具有系列可更換的墊片，適合不同大小的樣品 Vertex™樣品室具有快速?zèng)_洗效率和大量樣品的運(yùn)送能力可用戶自定義樣品固定裝置，ASILIBS測(cè)量兼容性
與ICP-MS通訊	在J200和ICP-MS之間實(shí)現(xiàn)雙向控制
LIBS檢測(cè)器 (僅適用于Tandem系統(tǒng))	Czerny Turner光譜儀 / ICCD檢測(cè)器
儀器軟件	Axiom LA系統(tǒng)操作軟件，ASI的TruLIBS™發(fā)射光譜數(shù)據(jù)庫(kù)（用于Tandem系統(tǒng)） Clarity Femto數(shù)據(jù)處理軟件（處理LA-ICP-MS和LIBS的數(shù)據(jù)，進(jìn)行定量計(jì)算/物質(zhì)分類）
激光安全等級(jí)	一級(jí)激光產(chǎn)品，樣品加載區(qū)域有光學(xué)安全隔離板，激光自鎖保護(hù)裝置
系統(tǒng)尺寸	70” (長(zhǎng)) X 26” (深) X 30” (高) [178cm(長(zhǎng)) X 66cm(深) X 76cm(高)] (僅LA主機(jī)) 75” (長(zhǎng)) X 26” (深) X 30” (高) [191cm(長(zhǎng)) X 66cm(深) X 76cm(高)] (Tandem+LIBS檢測(cè)器)
重量	600 lbs [272Kg](僅LA主機(jī))；600-650lbs[272-295Kg](Tandem+LIBS檢測(cè)器)
供電要求	110-240 VAC,50/60 Hz, 5A, 保險(xiǎn)10A
質(zhì)保	所有硬件和軟件質(zhì)保一年，飛秒激光器質(zhì)保兩年
認(rèn)證	CE認(rèn)證
可選項(xiàng)	LA升級(jí)為Tandem系統(tǒng)
延保	可簽署多年質(zhì)保和服務(wù)協(xié)議

* 通常作用在樣品表面的激光能量大約是20-80 μJ

應(yīng)用案例
植物樣品表層及深層元素分布
采用飛秒LA-ICP-MS系統(tǒng)還可以對(duì)植物葉片進(jìn)行深度的剖析。測(cè)量葉片內(nèi)部不同部位的元素變化情況以及特定元素的分布情況。實(shí)驗(yàn)使用飛秒激光器，10個(gè)脈沖，脈沖1至脈沖10表示葉片的表層至內(nèi)部。

大米和糙米樣品外殼及內(nèi)部砷元素的分布圖譜
大米是中國(guó)、韓國(guó)和日本等東亞諸國(guó)的主要農(nóng)作物，大米中砷元素含量超標(biāo)引發(fā)了很多食品安全問(wèn)題。國(guó)際食品法典委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中也明確規(guī)定鉛含量不得大于0.2mg/kg ，鎘含量不得大于0.1mg/kg，但仍然對(duì)砷元素含量無(wú)規(guī)定。為了建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院搜集了韓國(guó)市場(chǎng)上常見的100種大米和糙米樣品，分析其中砷元素的含量及分布作為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明，砷元素主要分布在糙米和大米樣品的表面，并存在砷元素含量明顯的向中心遞減趨勢(shì)。結(jié)論：砷元素主要分布在大米和糙米的表面，打磨是降低砷元素含量的主要手段。