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LIBS生物危害品的鑒別
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發布時間:2012-01-20 閱讀:4345

生物危害品的鑒別

9.11事件后生物戰成為國家安全的最大威脅之一:細菌,真菌,病毒,生物毒素無法靠肉眼辨識,然而一旦與之接觸,就有性命之憂。

LIBS作為理想的生物危害品探測器,具有快速,高靈敏,可遠程檢測,無需樣品制備等優點,對生物危害品的鑒別主要通過其原子元素成分,因此具有普適性,比如對于一些細菌來說,鈣,鉀,鈉的含量多少決定了它們的品種。
Tips:由于飛秒狀態的等離子體溫度低于納秒狀態,因此采用飛秒激光器對于痕量礦物元素比如鉀將具有更高的識別能力。

鑒別裝置

檢測裝置采用LIBS2000+,全波段分辨率0.1nm,波長范圍200-650nm,因此可以觀察到樣品中所有成分的譜線,1064nmNd:YAG激光器(~1Hz,35mJ),實驗對象為真菌孢子樣品,以及花粉等干擾物樣品,在植入樹脂的銅質基片上涂漆,漆面硬化后,吸附薄層孢子或干擾物樣品待測。

圖1:實驗裝置示意圖

 

結果

圖2:(a)枯牙草桿菌孢子 (b)樺樹花粉孢子 (c)銅器表面霉菌孢子 (d)枯草桿菌孢子 (e)橡木花粉 (f)枝孢霉孢子的LIBS圖譜

如圖2所示為樣品中主要的譜線成分,其中銅來自基底,其他的都源于測試樣品。通過PCA主成分分析法和線性判別分析法,建立訓練集和驗證集,實現了對各類真菌孢子與干擾物的識別。

 
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