EcoChem 根系元素分布測量系統(tǒng)

根系中元素及其分布對植物的生長有著至關重要的作用。其中氮 、 磷 、 鈣 、 鋅 是影響根系生長最關鍵的四種元素。另外，研究根系及其生存環(huán)境土壤中重金屬的含量分布特征具有重要的意義。

常用的元素測量方法很多，例如原子吸收光譜法AAS，電感耦合等離子體質(zhì)譜法ICP-MS等。這些傳統(tǒng)方法雖然結果較為理想，但是需要長時間和復雜的前處理過程，樣品也不能重復使用，污染較大，有腐蝕，對操作人員要求也很高。無法進行元素分布分析。

因此急需一種快速，微損，無污染，可以實時檢測元素的方法。激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術是一種新興的元素檢測和分析技術。當激光作用于樣品表面時，在極短的時間內(nèi)誘導產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過對等離子體發(fā)出的光譜進行收集分析，建立光譜與元素一一對應的關系。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素。

我們?nèi)「档木植窟M行元素分布分析。將這部分根系樣品放在樣品室內(nèi)進行元素掃描。激光采用80%的輸出，延遲時間1μs，光斑100μm。

對根系局部的掃描，進行元素分布分析Al, K, Mg, Ca, C, Na, O等元素的分布情況。其中Ca，Al，Mg等元素主要富集在根系的邊緣處。K，O等元素分布較均勻，且含量較高。Na元素的分布很不均勻。

我們?nèi)〔莞木植窟M行多層面的深層剝蝕，以查看元素的多層次元素分布情況。將這部分根系樣品放在樣品室內(nèi)進行三次元素掃描。實驗條件為激光采用50%的輸出，延遲時間0.5μs，光斑100μm。

通過對草根的多層元素mapping分析三次剝蝕的結果，C，Mg，P，K等元素的分布情況如下。其中Mg、K和P元素的分布情況為內(nèi)部含量大于表層的含量。Mg和P元素的內(nèi)部分含量較高。C元素內(nèi)部和外部的分布較均衡，含量也基本上一致。

EcoChem 根系元素分布測量系統(tǒng)主要技術指標：

激光系統(tǒng)：

激光能量：200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調(diào)；（25mJ@266nm激光可選）

光斑質(zhì)量控制系統(tǒng)

重現(xiàn)率：20Hz，脈寬<6ns，DI水冷卻系統(tǒng)

光斑大小：50-300μm連續(xù)可調(diào)

激光光閘：自動雙光閘，穩(wěn)定控制激光能量和LIBS信號

激光安全：I級，有激光鎖定保護裝置

檢測器：譜寬可覆蓋全部元素測量范圍，可以測量C，P，Mg，Si，F(xiàn)e，Ca，Na，K，N，H，O等元素周期表中全部元素信息，光譜波長精度：±0.08nm ；光譜分辨率0.10nm @400 nm；門延遲時間0.5ns-1ms。

具有自動高度調(diào)整的功能

工作臺：

全自動XYZ行程，XY行程100mm×100mm，Z行程50mm，速度0-10mm/s

XY行程分辨率：0.2μm，Z行程分辨率：1μm

樣品室可通入氦氣或氬氣

操作軟件：

中文軟件界面，包含NIST和ElementLIBS元素識別數(shù)據(jù)庫?？梢暂p松檢測和識別元素周期表上的元素并進行信息標記。軟件還同時具備如下功能：軟件可針對所有硬件部件（激光器，光譜儀，三維工作臺，氣路等）進行指令操作，界面友好，操作直觀，使用簡單；內(nèi)置多種打樣方式選擇，包括單點，多點，直線，矩陣點等；具有自動聚焦控制，可快速且方便的識別樣品；可對系統(tǒng)內(nèi)置的雙鏡頭（全景視野和放大視野）進行控制；內(nèi)置PLS，PCR等多種定標計算模型，可快速計算元素含量；內(nèi)置PCA，HCA等多種計算模型，可進行元素分類分析及溯源；可進行元素的分布（mapping）分析；對氣路進行精準控制；內(nèi)置txt, dat等多種數(shù)據(jù)格式的轉換；內(nèi)置國內(nèi)多種常見土壤和植物標準曲線庫，方便用戶參考和調(diào)用。

數(shù)據(jù)處理中心：

專用四核CPU ，16GB內(nèi)存臺式電腦及27’顯示器

可選配件：

臺式壓片機，氦氣或氬氣