生物危害品的鑒別
9.11事件后生物戰(zhàn)成為國家安全的最大威脅之一:細(xì)菌,真菌,病毒,生物毒素?zé)o法靠肉眼辨識(shí),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(yuǎn)程檢測,無需樣品制備等優(yōu)點(diǎn),對(duì)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(duì)于一些細(xì)菌來說,鈣,鉀,鈉的含量多少?zèng)Q定了它們的品種。
Tips:由于飛秒狀態(tài)的等離子體溫度低于納秒狀態(tài),因此采用飛秒激光器對(duì)于痕量礦物元素比如鉀將具有更高的識(shí)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(shí)驗(yàn)對(duì)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(zhì)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(shí)驗(yàn)裝置示意圖
結(jié)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(xùn)練集和驗(yàn)證集,實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類真菌孢子與干擾物的識(shí)別。