激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)是一種原子發(fā)射光譜技術(shù)，用于元素的測(cè)量。拉曼散射技術(shù)(Raman)是一種非破壞性的分子光譜分析技術(shù)，可以對(duì)有機(jī)物及無機(jī)物進(jìn)行分析，是一種應(yīng)用于物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)研究的分析方法。作為兩種新興的光譜分析技術(shù)具有超越傳統(tǒng)化學(xué)分析技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又表現(xiàn)出了明顯的互補(bǔ)特性，兩種技術(shù)聯(lián)用的好處表現(xiàn)在其既能檢測(cè)物質(zhì)元素的成分信息又能獲取分子結(jié)構(gòu)信息，改善對(duì)復(fù)雜異質(zhì)性樣品的解析過程和準(zhǔn)確度，對(duì)全面探索物質(zhì)組成具有開創(chuàng)性的意義。

EcoChem Pro 激光元素分子分析系統(tǒng)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。不需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，也沒有樣品的制備過程，干擾小，測(cè)定時(shí)間短，靈敏度高等。實(shí)現(xiàn)了LIBS和Raman的工作時(shí)序、自動(dòng)定位和樣品聚焦以及完成對(duì)兩種信號(hào)的自動(dòng)采集和自動(dòng)分析處理，最后得到樣品的元素和分子結(jié)構(gòu)的全面信息?？梢钥焖贆z測(cè)土壤、植物、中藥材、刑偵材料、礦石、合金、珠寶等樣品中的各種元素、分子及化合物等。

系統(tǒng)原理：

激光誘導(dǎo)擊穿光譜LIBS技術(shù)：當(dāng)激光作用于樣品表面時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)的等離子體，等離子體產(chǎn)生的過程中，發(fā)射出帶有樣品元素信息的發(fā)射光譜，通過檢測(cè)這些發(fā)射光譜，得到樣品的元素信息。這種技術(shù)被稱為激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)LIBS（Laser Induced Breakdown Spectroscopy），俗稱激光光譜元素分析技術(shù)，檢測(cè)限可達(dá)ppm級(jí)。測(cè)量的元素可覆蓋元素周期表中的大部分元素。

拉曼Raman技術(shù)：當(dāng)光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結(jié)產(chǎn)生相互作用，就會(huì)發(fā)生拉曼效應(yīng)。拉曼光譜分析法是對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。是定性和定量分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一種強(qiáng)有力的分析技術(shù)。

系統(tǒng)主要組成：

LIBS元素分析部分：

激光能量：200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調(diào)；（266nm可選）

重現(xiàn)率：20Hz，脈寬<6ns，DI水冷卻系統(tǒng)

具有光斑質(zhì)量控制系統(tǒng)，光斑大?。?0-300μm連續(xù)可調(diào)

檢測(cè)器：譜寬：190-1040nm，光譜精度±0.05nm

工作臺(tái)：全自動(dòng)XYZ行程，XY行程100mm×100mm，Z行程50mm

樣品室可通入氦氣或氬氣

Raman分子測(cè)量部分：

激光器：可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇激光器；532nm激光器技術(shù)成熟，應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，測(cè)量一些樣品時(shí)會(huì)受到熒光的影響；785nm激光頻率低、拉曼散射信號(hào)弱，但是可以有效的避免熒光的干擾，常與表面增強(qiáng)技術(shù)（SERS）聯(lián)用。

532nm，功率>100mW，拉曼頻移范圍：150-4400cm-1，分辨率優(yōu)于8cm-1

      785nm，功率>350mW，拉曼頻移范圍：150-2000cm-1，分辨率優(yōu)于5cm-1

檢測(cè)器：背光式CCD，有效像元數(shù)2048x122像元

像元尺寸：12μm x 12μm

積分時(shí)間：5ms-30s

操作軟件：

中文界面，包含NIST、ElementLIBS元素識(shí)別數(shù)據(jù)庫以及常見拉曼分子數(shù)據(jù)庫?？梢暂p松檢測(cè)和識(shí)別元素周期表上的元素并進(jìn)行信息標(biāo)記。軟件還同時(shí)具備如下功能：軟件可針對(duì)所有硬件部件（拉曼和LIBS的激光器、光譜儀，三維工作臺(tái)，氣路等）進(jìn)行指令操作，界面友好，操作直觀，使用簡(jiǎn)單；內(nèi)置多種打樣方式選擇，包括單點(diǎn)，多點(diǎn)，直線，矩陣點(diǎn)等；具有自動(dòng)聚焦控制，可快速且方便的識(shí)別樣品；可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)置的雙鏡頭（全景視野和放大視野）進(jìn)行控制；內(nèi)置PLS，PCR等多種定標(biāo)計(jì)算模型，可快速計(jì)算元素含量；內(nèi)置PCA，HCA等多種分類模型，可進(jìn)行元素分類分析及溯源；可進(jìn)行元素的分布（mapping）分析；對(duì)氣路進(jìn)行精準(zhǔn)控制；內(nèi)置國內(nèi)常見土壤和植物標(biāo)準(zhǔn)曲線庫，方便用戶參考和調(diào)用。

系統(tǒng)的主要應(yīng)用： 

1.土壤中元素和有機(jī)質(zhì)分子測(cè)量的應(yīng)用 

土壤的微量元素和有機(jī)質(zhì)是土壤固相部分的重要組成成分，是植物營養(yǎng)的主要來源之一，能促進(jìn)植物的生長發(fā)育，改善土壤的物理性質(zhì)，促進(jìn)微生物和土壤生物的活動(dòng)。在測(cè)定土壤養(yǎng)分中，快速測(cè)定土壤氮、磷、鉀、碳以及多種微量元素意義重大。氨基酸是土壤有機(jī)質(zhì)的重要組成部分，一般占土壤有機(jī)氮含量的20％～50％，在土壤碳、氮循環(huán)過程及作物養(yǎng)分供給中具有重要地位。土壤氨基酸均以異構(gòu)體存在，具有各自獨(dú)特的生態(tài)化學(xué)和生物化學(xué)意義。因此同步測(cè)定土壤的元素和有機(jī)質(zhì)分子可以很好、很全面的表達(dá)土壤的特性，具有重要意義。

2.植物科學(xué)研究中的應(yīng)用

植物對(duì)于我們來說至關(guān)重要，我們呼吸的98%的氧氣和食用的80%的食物均來自于植物。它們對(duì)我們的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)有著重大影響。拉曼光譜可以提供高度準(zhǔn)確的化學(xué)信息，能夠進(jìn)行無損分析。LIBS光譜可以測(cè)量植物體內(nèi)的元素信息，元素分布等。樹木對(duì)于人類至關(guān)重要。它們制造氧氣供我們呼吸，為野生動(dòng)物提供生存空間。它們還可以用于造紙、生產(chǎn)家具和建造房屋，對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)生活也非常重要。我們可以利用拉曼光譜的高特異性，研究木材細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)、組織以及木質(zhì)素。同時(shí)利用LIBS系統(tǒng)進(jìn)行樹木枝條的元素分布分析。

3.在中藥材研究中的應(yīng)用

各種中藥材的拉曼光譜反映了它們所含化學(xué)成分不同而產(chǎn)生的拉曼光譜的差異。拉曼光譜具有峰形窄、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)?？梢杂糜谥兴幉姆€(wěn)定性的預(yù)測(cè)和中藥材質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，不需要破壞樣品，可對(duì)中草藥樣品進(jìn)行無損鑒別。同時(shí)我們也可以通過各個(gè)不同中藥材樣品之間的元素組分差異，利用PCA主成分或HCA聚類分類模型進(jìn)行中藥材的分類、鑒定以及溯源。

4.元素、分子的識(shí)別以及元素含量分析

系統(tǒng)可以輕松實(shí)現(xiàn)元素、分子的識(shí)別并標(biāo)記，內(nèi)置專業(yè)ElementLIBS元素識(shí)別數(shù)據(jù)庫、常見拉曼分子數(shù)據(jù)庫，方便元素、分子的快速查找。

系統(tǒng)內(nèi)置PLS，PCR等多種多變量定量計(jì)算模型，可以很好的針對(duì)土壤、植物或其他多種樣品中的各種金屬和非金屬元素進(jìn)行定量計(jì)算。此模型可以很大程度上減少基質(zhì)中的影響因素，提高分析計(jì)算的準(zhǔn)確性，特別適用于生態(tài)樣品。         

5.元素分布分析

元素的分布及含量多少對(duì)植物的生長具有重要意義。由于一些元素的缺乏，植物生長會(huì)受阻，會(huì)產(chǎn)生病癥，不能完成其生活史。所以元素對(duì)于植物的生長有著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，植物也會(huì)受到周圍環(huán)境和土壤里元素變化的影響。系統(tǒng)可以很好的原位測(cè)量植物、作物或其他樣品的元素分布，并繪制元素分布熱圖，也可以進(jìn)行滯塵研究、植物病害及元素遷移研究等。

6.物質(zhì)鑒別及分類溯源

不同等級(jí)和地域的土壤特性也不相同，系統(tǒng)可以有效地對(duì)這些土壤進(jìn)行分級(jí)分類和鑒別，甚至建立我國的土壤特征庫。系統(tǒng)內(nèi)置的PCA主成分分類模型和HCA聚類分類模型可以針對(duì)土壤的分級(jí)分類進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)。也同時(shí)適用于其他各類樣品的分類和溯源。

EcoChem Pro 激光元素分子分析系統(tǒng)通過檢測(cè)種子的元素光譜特征、組分特征來進(jìn)行種子分類及鑒定、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測(cè)、種子活力分級(jí)檢測(cè)等。這是一種新的方法和快速的檢測(cè)手段。