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激光诱导击穿光谱技术及其在药学中的应用摘要：激光诱导击穿光谱法是一种基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱的元素分析方法。
自LIBS问世以来，就被公认为是一种前景广阔的技术。
LIBS实验方法简单，在微小区域分析可弥补传统元素分析方法的不足，除了用于传统的实验室分析外，LIBS还是一种为数不多的可手持、便携式的元素分析技术。
由于无需复杂的前处理过程，LIBS技术简便、快速，非常适合大批量样品的快速、现场或在线检测，正在为分析领域带来众多的创新应用。
关键词：激光诱导等离子体；激光诱导击穿光谱；元素分析；定性；定量引言：激光诱导击穿光谱技术（LIBS）基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱，是一种正在发展中的对样品中元素成分进行快速、现场定性定量检测的分析技术。
本文介绍了LIBS的由来、基本原理、实验装置和实验方法特点，综述了LIBS在药学方面的应用。
分析得出LIBS技术应用方便快捷，能快速辨识药品真伪且应用前景广泛，有利于药品市场的质量监管，在药物分析中将获得更为广泛的应用。
1激光诱导击穿光谱技术的概述激光诱导击穿光谱技术（laserinductedbreakdownspectroscopy,LIBS）是一种原子发射光谱技术，适用于所有物质（气态、液态、固态），具有快速、微损、样品准备简单和多元素同时探测等优点，广泛地应用于爆炸物检测、文化遗产、生物医学分析、土壤重金属检测、地质分析、食品安全等领域。
利用LIBS技术和化学计量学方法结合可实现待测样品的分类识别。
2在药学领域的应用2.1化学药品LIBS技术在药物分析领域的应用已获得成功，非常适合用于药品生产质量控制、过程分析和监控。
由于在气体和液体样品测量中涉及相对复杂的辅助装置，较低的采集效率、容易导致的样品溅射污染等缺点，LIBS更适合用于固态包括粉末状压制成片剂后的样品分析。
以下介绍LIBS用于片剂和包衣分析的一些代表性的研究。
LIBS可用于多组分片剂的实时分析，以特征的元素原子发射谱线（如药物中磷和润滑剂中镁）进行定量分析，实现组分相近药物的快速区分。
药物分析中的激光诱导击穿光谱技术研究及应用概述：激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种基于激光诱导击穿效应的光谱分析方法。
该技术具有无损、快速、灵敏度高等优点，在药物分析领域得到广泛应用。
本文将对激光诱导击穿光谱技术在药物分析中的研究现状及应用进行探讨。
一、激光诱导击穿光谱技术原理激光诱导击穿光谱技术是一种原位、无损的样品分析方法。
其基本原理是通过激光脉冲的高能量密度，使样品表面产生等离子体，进而激发样品原子、离子和分子的内部能级跃迁，产生特征光谱。
通过分析和解释激光诱导击穿光谱所得到的光谱信息，可以获得样品中的元素组成和化学成分。
二、激光诱导击穿光谱技术在药物分析中的应用1. 药物质量控制激光诱导击穿光谱技术在药物质量控制中具有重要的应用价值。
通过对药物样品进行激光诱导击穿光谱分析，可以准确测定药物中的元素含量和杂质成分，确保药物的质量稳定性和合规性。
此外，激光诱导击穿光谱还可以用于药物中残留金属离子的检测和定量。
2. 药物痕量分析激光诱导击穿光谱技术对于药物痕量分析具有较高的敏感度和选择性。
在药物痕量分析中，常常需要检测微量元素或者特定化合物的含量，激光诱导击穿光谱技术可以通过对样品进行精确的激光能量控制和谱线解析，实现对药物中微量成分的快速准确测定。
3. 药物新药研发激光诱导击穿光谱技术在药物新药研发过程中的应用越来越广泛。
通过对药物原料、中间体和最终产品进行激光诱导击穿光谱分析，可以了解药物的化学成分和含量分布，为药物品质的改进和优化提供科学依据。
4. 药物非破坏性分析激光诱导击穿光谱技术是一种非破坏性的样品分析方法，对于药物分析非常有优势。
传统的样品分析方法通常需要样品的破坏性处理，而激光诱导击穿光谱技术可以直接对样品进行分析，避免了样品的损伤和浪费，同时提高了分析效率和数据可靠性。
三、激光诱导击穿光谱技术的研究进展激光诱导击穿光谱技术的研究一直处于不断发展的阶段。
随着激光技术、光谱仪器和数据处理算法的不断改进，激光诱导击穿光谱技术在药物分析领域的应用也得到了不断拓展。
中药鉴定新技术新方法及其应用中药鉴定一直是中医药领域的关键问题之一。
传统的中药鉴定主要依靠经验和观察，这种方法存在主观性和不确定性，容易导致判断错误，限制了中药质量的保障。
近年来，随着科学技术的不断进步，中药鉴定新技术和新方法不断涌现，为中药质量保障提供了更加准确和可靠的手段。
一、 DNA 条形码技术DNA 条形码技术是一种快速、准确鉴定植物物种的分子生物学技术，可以利用特定基因序列的差异性为不同的植物物种打上独特的“条形码”。
中药材是植物的不同器官组织，其 DNA 序列不同，可以通过 DNA 条形码技术进行区分。
DNA 条形码技术具有快速、准确、可靠、高通量等优点，已被广泛应用于药用植物鉴定、种质资源管理、药品质量控制等方面。
中国药典2015年版规定了一些植物药材的 DNA 条形码鉴定方法，包括麻黄、柴胡、青黛等。
还有公司研发出基于 DNA 条形码技术的中药快检仪，可以实现对中药材的快速鉴定。
二、高通量测序技术高通量测序技术是一种分子生物学技术，可以对 DNA 或 RNA 序列进行直接、快速且准确的分析。
这种技术可以在较短的时间内完成海量序列数据的产生和分析，为中药材的鉴定提供了更全面、更快速、更准确的手段。
近年来，有研究者利用高通量测序技术，对一些常见中药材进行了基因组测序和比较。
中医中药研究所在2018年对当归进行了基因组测序，解析了其基因组结构和功能，为当归的遗传改良和利用提供了科学依据。
同样，对于一些难以鉴别的中药材，如三七、川芎、地榆等，高通量测序技术也被应用于种质鉴定和品种保护。
三、毒理学鉴定技术中药毒理学鉴定技术是一种用于中药毒性评价的科学技术，可以通过各种方法评估中药的安全性。
这种技术可以为中药的临床应用提供一定的保障，避免药物毒副作用的发生。
中药毒理学鉴定技术包括细胞毒性评价、小动物毒性实验、基因毒性评价等多种方法。
细胞毒性评价和小动物毒性实验是常用的中药毒理学鉴定方法，可以评估中药对于细胞和动物的毒性反应，并且可以为中药药品的临床适用提供一定的安全保证。
激光诱导击穿光谱安全操作及保养规程
近年来，激光诱导击穿光谱（LIBS）技术在各领域得到广泛应用，
其非接触、高精度、高灵敏度的特点备受关注。
然而，由于其带有激
光器的操作特性，安全操作和保养规程是十分必要的。
安全操作规程
1.勿直视激光束。
高能激光束对眼睛的损伤是无法逆转的，
为了保护视力，操作人员需持续佩戴防护眼镜，操作完毕后方可
脱下。
2.保持设备周围区域整洁清爽，防止跌落、碰撞等意外事件。
3.操作人员需要全程关注设备状态，尤其是在激光运行期间，
应始终注意激光照射位置。
4.设备停止工作之前，应先关闭激光器，转动电闸切断电源。
切勿让激光器闲置在开放的状态下。
保养规程
1.定期检查设备各部件的紧固程度是否合适，以及各个电缆
的接触是否紧密正确。
2.清洗激光器及相关元件时，使用温和的清洁剂，切勿硬物
清洗。
3.定期更换激光器灯管，并对灯管进行检查和清洁。
建议更
换灯管的间隔时间不超过6个月一次。
4.安装设备后，对光学元件进行校准，保证出射激光符合技
术要求。
一旦需要重新安装设备，也应重新进行元件校准。
5.对于设备的保养管理，建议尽异官方技术人员的支持。
他
们可以提供更广泛的咨询、高效的保养方案和校准服务，确保设备运行状态稳定、高效。
总结
激光诱导击穿光谱技术的应用广泛依赖高能激光，而激光操作的安全性和设备的保养管理则是安全使用和设备性能保持的关键。
通过明确的安全操作和保养规程，可以将技术的优势发挥到极致，同时也为操作人员提供了良好的安全操作环境。
激光诱导击穿光谱的原理、装置及在地质分析中的应用摘要激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在发展中的对样品中元素成分进行快速、现场定量检测的分析技术。
为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和发展现况以及这项技术的应用情况，在课堂学习和相关基础实验的基础上，通过查阅相关文献和书籍进行了分析、整理、归纳。
文章从LIBS的由来、基本原理和实验装置进行了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。
LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。
关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析The Principle and Device of Laser InducedBreakdown Spectroscopy andits Application in Geological AnalysisABSTRACTLaser-induced breakdown spectroscopy(LIBS)is a kind of analysis technique currently in development ,which is applied for rapid and on-site quantitative detection of the elements of the sample.To comprehend the laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)technology, the current development status of LIBS technology and the application of the technology, LIBS technology was analyzed, arranged, and summarized on the basis of classroom learning , the related basic experiments and consulting relevant literatures and books. The origin, basic principle and experimental apparatus of LIBS are reviewed in this paper and the applications of laser induced breakdown spectroscopy in geological analysis are discussed.The application of LIBS technology are fast and convenient and LIBS technology will have broad application prospects.Key words:Laser Induced Breakdown Spectroscopy;elemental analysis;geological analysis1 引言 (1)2 激光诱导击穿光谱的原理 (2)3 激光诱导击穿光谱的装置 (3)3.1 激光诱导击穿光谱的实验装置 (3)4 激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 (5)4.1 激光诱导击穿光谱技术的应用现状 (5)4.2 激光诱导击穿光谱技术在地质方面的应用 (5)4.3 激光诱导击穿光谱技术在其他方面的应用 (7)5 分析与讨论 (8)5.1 结果分析 (8)5.2 激光诱导击穿光谱技术的优点 (8)5.3 激光诱导击穿光谱技术的局限 (8)6 结论 (9)参考文献 (10)激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。
word激光诱导击穿光谱的原理、装置与在地质分析中的应用摘要激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在开展中的对样品中元素成分进展快速、现场定量检测的分析技术。
为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和开展现况以与这项技术的应用情况，在课堂学习和相关根底实验的根底上，通过查阅相关文献和书籍进展了分析、整理、归纳。
文章从LIBS的由来、根本原理和实验装置进展了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。
LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。
关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析The Principle and Device of Laser InducedBreakdown Spectroscopyandits Application in Geological AnalysisABSTRACTLaser-induced breakdownspectroscopy(LIBS)is a kind of analysis technique currently in development ,which is applied for rapid and on-site quantitative detection of the elements of the sample.To prehend the laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)technology,the current development status of LIBStechnology and the application of the technology, LIBS technology was analyzed, arranged, and summarized on the basis of classroom learning , the related basic experiments and consulting relevant literatures and books. The origin, basic principle and experimental apparatus of LIBSare reviewed in this paper and the applications of laser induced breakdown spectroscopy in geological analysis are discussed.The application of LIBS technology are fast and convenient and LIBS technology will have broad application prospects.Key words:Laser InducedBreakdown Spectroscopy;elemental analysis;geological analysis1引言 (1)2激光诱导击穿光谱的原理 (2)3激光诱导击穿光谱的装置 (3)激光诱导击穿光谱的实验装置 (3)4激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术的应用现状 (5)激光诱导击穿光谱技术在地质方面的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术在其他方面的应用 (7)5分析与讨论 (7)结果分析 (8)激光诱导击穿光谱技术的优点 (8)激光诱导击穿光谱技术的局限 (8)6结论 (8)参考文献 (9)激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。
药物分析中的激光诱导击穿光谱技术激光诱导击穿光谱技术（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）是一种基于激光诱导击穿效应的光谱分析方法。
它通过激光脉冲对样品进行瞬时加热，使其产生等离子体，并通过等离子体发射光谱对样品进行分析。
在药物分析领域，激光诱导击穿光谱技术已经得到广泛应用，并取得了显著的成果。
一、激光诱导击穿光谱技术的原理及特点激光诱导击穿光谱技术利用激光脉冲对样品进行高能量的瞬时激发，从而使样品产生等离子体。
在等离子体的形成和衰减过程中，样品中的元素会产生特定的光谱。
通过分析这些光谱，可以确定样品中元素的种类和含量。
激光诱导击穿光谱技术具有以下几个特点：1. 非接触性：激光脉冲与样品的作用是瞬时的，不需要接触样品表面，避免了样品污染和损伤。
2. 快速性：激光诱导击穿光谱技术可以在极短的时间内完成样品分析，实时性强，适用于高通量分析。
3. 多元素分析：由于激光诱导击穿光谱技术可以同时检测多个元素的光谱，因此在多元素组分分析中具有明显的优势。
4. 无需预处理：相比于传统的分析方法，激光诱导击穿光谱技术不需要对样品进行显著的预处理，简化了分析过程。
二、药物分析中激光诱导击穿光谱技术的应用1. 药物成分分析激光诱导击穿光谱技术可以用于药物成分的快速分析与检测。
通过对药物样品进行激光照射，可以得到药物中各个成分的光谱信息，从而确定药物的组分和含量。
这对于药物生产过程的质量控制和药品的合成工艺改进具有重要意义。
2. 药物杂质检测在药物的生产和质量控制过程中，杂质的检测是至关重要的。
传统的杂质检测方法通常需要样品的处理和分离步骤，不仅费时费力，而且易产生误差。
而激光诱导击穿光谱技术可以直接对药物样品进行分析，无需样品处理，大大提高了检测的速度和准确性。
3. 药物真伪鉴别药物的真伪鉴别一直是药品监管部门和消费者关注的问题。
通过激光诱导击穿光谱技术可以对药物的光谱信息进行分析，从而判断药物是否为正品。
激光诱导击穿光谱技术发展与应用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种近年来随着激光和光谱检测技术的发展而兴起的对元素定性和定量分析的技术，本文主要讲述该技术的研究现状，发展方向以及在环境污染检测、生物医学、植物学、空间探测和军事等诸多领域的应用。
标签：激光诱导击穿技术（LIBS）原理LIBS应用LIBS发展趋势及前景一、基本原理激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是用高能量脉冲激光烧蚀材料，使材料表面的微量样品瞬间气化形成高温、高密度的等离子体，发射出带有样品内元素特征波长的等离子体光谱，谱线的波长和强度反映了样品中的元素组成及含量。
激光诱导击穿光谱技术基于原子光谱和离子光谱的波长与特定的元素一一对应的关系，而且光谱信号强度与对应元素的含量也具有一定的量化关系，通过解析等离子体光谱，并结合定量分析模型，可以得到分析样品成分的类别和含量信息。
二、激光诱导击穿光谱技术的研究发展LIBS技术作为一种物质成分检测方法，虽然相比于电感耦合等离子体发射光谱等光谱检测技术在精确度和灵敏度方面尚有不足，但是LIBS技术的样品需求量少并且无需预处理，对固体、液体、气体、非导电材料和生物样品等各种材料都适用，可同时探测多种元素。
为了将LIBS技术进一步向实用化方向推进，提高LIBS探测的可靠性、经济性和准确性，目前研究重点集中在对收集光谱信号的优化上，如增强光谱线信号强度、提高信噪比、降低基体效应、提高探测限等方面。
三、LIBS技术应用1.环境检测由于近几十年的工业发展，城市建设等因素导致环境污染日益严重，尤其是重金属污染、水体富营养化等越来越引起人们的重视。
这就迫切需要一种快速、原位、远距离、无需制样的技术来实现对环境污染物质的检测和监测。
LIBS 可以满足上述要求，可以检测分析任何形态的物质元素（液体，气体，固体），在对水体污染，危险有害废物，气体气溶胶污染物质的检测分析，定量计算等方面都有很广阔的應用前景。
激光诱导击穿光谱技术
激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种利用激光照射样品，采用物理或化学原理从被照射样品中放射出特定的发射光谱，观察其光谱特征，来判断样品中元素成分的一种分析技术。
激光诱导击穿光谱技术具有分析快速、灵敏度高、无污染、无限次分析等优点，在物质成分分析领域得到了广泛应用。
激光诱导击穿光谱技术主要包括光源和探测系统两部分。
在激光诱导击穿实验中，激光是向样品辐照，其能量主要通过收敛和非光压激发样品内部原子而产生。
当激光照射在样品表面不时，其内部原子将由离子气体状态跃迁而发出可见光谱信息，从而形成激光诱导击穿光谱的原理基础。
探测系统的作用是检测来自于样品的发射光谱，以及来自激光的反射光谱。
随后，数据处理系统将数据处理成可读的格式，最终生成光谱图，从而分析样品成分信息。
激光诱导击穿光谱技术应用广泛，可以用来分析岩石、土壤、水溶液、环境物质等样品中的元素成分，而且由于该技术对激光点位移动不敏感，因此可以在一次分析中同时完成多个样品的分析，大大提升了实验效率。
另外，激光诱导击穿光谱技术也可以用于远程成分分析，如宇宙物质的成分分析。
研究人员从宇宙发射的光谱中检测出的各种元素，可以帮助我们了解宇宙的不同形成过程，为对宇宙进行深入研究提供线索。
激光诱导击穿光谱技术在液体中的研究进展作者：甘兰萍来源：《报刊荟萃（上）》2018年第02期摘要：激光诱导击穿光谱技术是一种利用高功率激光作用于物质表面激发等离子体信号，进而对元素进行定性、定量检测的有效途径。
本文介绍了LIBS技术的原理，双脉冲相对于单脉冲的优势，重点讨论了该技术在液体样品方面的技术发展和应用，并分析比较了液体内部、液体表面、液体喷流、液滴以及将液体转化为固体的优势，LIBS技术在液体中的检测方面还具有重大的应用潜力。
关键词：光谱学；激光诱导击穿光谱；液体；元素检测一、激光诱导击穿光谱技术简介激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种最为常用的激光烧蚀光谱技术，是典型的一种能够实现在线、无损、快速的物质成分检测方法。
其工作原理是利用高功率激光经透镜聚焦在气体、液体或固体样品上，当激光脉冲的能量密度大于击穿门槛能量，就会在局部产生等离子体，称作激光诱导等离子体；通过光学收光系统对激发的等离子体中的原子和离子发射特征光谱进行收集，再通过光谱仪测量这些特征谱线的波长和对应的光谱强度，进而实现对物质成分进行定性和定量分析。
由于这种等离子体局部能量密度及温度相当高，因而可用于取样、原子化、激发及离子化等工作。
用光谱仪直接收集样品表面等离子体产生的发射谱线信号，从理论上可以根据发射光谱的强度进行定量分析。
LIBS突出的优势在于检测速度快、破坏性小，无需样品制备或只需对样品进行简单的物理制备，可用于有毒和有害环境以及远程实时多元素同时检测，且不受样品形态的影响，可广泛应用到固体、液体、气体的元素分析中。
基于这些优势，使得LIBS技术在环境污染的痕量分析研究中受到越来越多的重视。
由于单脉冲LIBS的检测限、稳定性等方面还不能真正满足实际应用的需要，对于如何提高LIBS技术检测的灵敏度和稳定性的问题成为了很多课题组的研究重点，继而出现了多种有关激光诱导击穿光谱在各个领域的探测新技术，双脉冲激光诱导击穿光谱技术的产生就是其中之一。
激光诱导击穿光谱技术及其在物质成分分析中的应用彭玲玲，韩见同，温冠宏，王鹏展，孙对兄，苏茂根，董晨钟原子与分子物理与功能材料重点实验室，甘肃，兰州，730070西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃，兰州，730070摘要随着生产需要的发展，有害环境下元素的检测、工业在线监测、快速在线测量等对分析方法和技术方面的需求向传统的原子发射光谱分析方法提出了挑战，急需一种新的技术来解决日益发展的需求矛盾。
而LIBS技术具有快速、灵敏、现场实时测量等特点，其在这些方面具有巨大的潜力，在很多领域显示出它突出的优势和能力。
本文介绍了我们实验室搭建的典型LIBS实验装置及其基于该装置开展的LIBS方面的部分工作。
关键词 激光诱导击穿光谱 元素分析 等离子体 自由定标 重金属元素1引言激光诱导击穿光谱是近几十年随着激光技术以及光谱仪器的发展而兴起的新的痕量元素的探测手段。
用聚焦后的一束高能激光照射到样品材料上，靶表面焦点处的温度迅速上升（一般为几十到几百个纳秒），使得作用区内的样品材料开始熔化，并高速向外喷射，喷射过程中熔融粒子通过吸收激光能量和碰撞过程进一步被分解、激发和电离，从而形成等离子体羽。
这种等离子体作为辐射光源，可以对样品材料的元素成分及其含量进行半定量和定量分析，该技术被称为激光诱导击穿光谱（LIBS）。
因其可远距离实时在线检测、多元素分析、原位测量等优势，已经被广泛应用于固体[1]、液体[2-3]、气体[4]中痕量元素的检测和分析。
本文通过激光诱导击穿光谱技术分析了标准铝合金、枸杞芽、土壤、烟草和烟灰，废旧电池以及生物小球藻中元素的组组成及其含量。
2实验装置激光诱导击穿光谱实验装置如图1所示。
激光光源通常为Nd:YAG脉冲激光器，激光束经过半反射镜后经透镜聚焦在样品上，激光与样品作用后产生等离子体，其发射光谱信号通过石英透镜成像到光谱仪的入射狭缝中（也可以用光纤直接探测），光谱仪的出口安装有ICCD探测器，其可以测量经光谱仪分光后的光谱信号。
激光诱导击穿光谱技术在煤质检测中的应用概述摘要：我国煤炭资源丰富、种类多样，除部分优质煤种适宜作为炼焦煤之外，大多数煤种都被用来做动力煤。
近年来各种煤质在线检测的快速分析方法相继被开发，但这些技术普遍存在技术复杂、分析对象单一的问题。
激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技术是基于激光与物质相互作用的新型分析技术，最常用于固态样品的分析，具有应用于电厂煤质在线检测的极大潜力。
在我国，煤炭是应用最广泛的能源资源。
其中，火力发电厂入厂原煤变化范围大，传统检测手段检测时间长，难以满足火力发电厂使用要求，尤其是在用电旺季，入厂煤的检测结果还没有出来就已经进入燃烧锅炉，检测的数据不能够指导生产，轻则造成能源的浪费，严重则会造成锅炉熄火事故，甚至会由于燃烧工艺调整不及时造成锅炉损坏，对操作人员人生安全造成隐患。
传统的煤质检测根据不同的检测成分、不同的煤种采用不同的测定方法：全水分的测定一般采用甲苯蒸馏法或干燥法；煤质的发热量国内外均采用氧弹热量计法测定；灰分的测定是在马弗炉中将煤样灰化并灼烧；测定挥发分是煤质分析中技术难度最大的一项，采用灼烧法测量。
传统手段检测煤质耗时较长，检测一个样品的所有数据需要专业技术人员3~4小时的时间。
而且在较长时间段的采样率低、采样代表性差，通常不能代表整个时间段燃烧的煤质，这样既不能对煤质的燃烧起到指导意义，同时还可能使得电厂对这一时间段的燃煤进行错误的估计，造成燃料的损失，不能最大化经济效益。
因此，火电厂急需精确的煤质在线检测技术，对煤质进行快速、准确的分析。
目前采用的煤质在线检测技术，一般分为三大步骤：采样、制样、检测。
其中，能否得到准确的检测分析结果是煤质快速检验和指导电站锅炉燃烧优化提供的必要条件。
煤质在线检测技术是将煤样组分测量手段及仪器设备相结合，实时监测入炉煤或入厂煤的煤质组成成分，主要测量分析的内容包括工业分析和元素分析。
药物分析中的激光诱导击穿光谱技术研究进展激光诱导击穿光谱技术（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）是一种基于激光诱导击穿的原子与分子光谱分析方法。
它以其快速、无损、高选择性和对复杂样品适用等特点，在药物分析中得到了广泛的应用。
近年来，随着激光器、光谱仪器技术的不断发展，药物分析中的LIBS技术也取得了重要的研究进展。
本文将探讨药物分析中激光诱导击穿光谱技术的原理、应用以及研究进展。
一、激光诱导击穿光谱技术原理激光诱导击穿光谱技术是利用激光脉冲的高能量将样品表面击穿形成等离子体，通过等离子体中的原子激发发射和原子吸收光谱来实现对样品成分的分析。
其基本原理包括：激光诱导击穿、等离子体形成和光谱信号采集与分析。
1.1 激光诱导击穿激光脉冲通过对样品表面的聚焦，使局部区域的能量密度达到足够高，从而产生击穿效应，形成等离子体。
击穿时，激光能量迅速转化为离子与自由电子能量，导致局部区域电离。
1.2 等离子体形成激光诱导的高能量使样品表面原子和分子发生碰撞碰积，形成等离子体。
等离子体中的原子和分子经过激发与复合过程，会产生特征光谱。
1.3 光谱信号采集与分析对形成的等离子体进行光谱信号的采集和分析，通过原子与分子的特征发射光谱或原子吸收光谱，来推测样品的化学成分及其含量。
二、药物分析中的激光诱导击穿光谱技术应用激光诱导击穿光谱技术在药物分析中具有广泛的应用，涵盖了药物质量控制、成分鉴定、药物痕量元素分析等方面。
2.1 药物质量控制药物的质量控制是保证药品稳定性和疗效的关键环节。
激光诱导击穿光谱技术通过快速分析药物样品中的元素含量，可以准确判断药物的纯度、是否受到污染等情况，为药品的质量控制提供了一种有效的手段。
2.2 成分鉴定药物中的成分鉴定是药物研发、生产和质量监管的重要内容。
传统的成分鉴定方法需要破坏性样品制备和复杂的分析过程，而激光诱导击穿光谱技术可以实现对复杂药物样品的无损、快速、准确的成分鉴定，大大提高了药物研发过程中对成分的分析效率。
激光诱导击穿（LIBS）光谱技术LIBS 的工作原理激光弧光光谱（LASS）、激光诱导等离子光谱（LIPS）或者更常见的叫法激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种原子发射光谱，它使用脉冲激光器作为激发源。
它的基本原理请参见下面的示意图。
脉冲激光器(比如调Q的Nd:Y AG激光器) 的输出激光脉冲被聚焦到被测物体的表面。
仅使用小型激光器和简单的聚焦透镜，就可以在激光脉冲的持续时间内（典型值是10ns）使被测材料表面的激光功率密度超过1GW/cm2。
LIBS 原理示意图在如此之高的激光功率密度作用下，被测材料表面就会有几微克的物质被喷射出来，这个过程通常被称为激光剥离，同时材料表面还会产生寿命很短但亮度很高的等离子体，其瞬间温度可达10,000oC 。
在这个热等离子体中，喷射出来的物质离解成激发态的原子和离子。
在激光脉冲结束后，由于等离子体以超音速向向外扩展所以迅速地冷却下来。
在这段时间内，处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射。
用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析，就可以得到被测材料的元素构成信息。
在测量时要使用带门控的探测器来记录激光脉冲延迟一段时间后所产生的激光等离子体的光辐射，这是由于只有在等离子体已经膨胀并开始冷却时才会出现原子或者离子的特征辐射谱线。
从下面的光谱图中展示了在不同的探测器采样时间延迟下得到的锝的特征辐射谱线，从中可以看出在快门延迟10 微秒时得到的谱线强度最大。
对任何材料的真正无损检测由于在测量过程中只消耗极微小的一部分材料，所以LIBS技术可以说是真正意义上的无损检测。
由于入射到样品上的平均功率还不到1W ，所以激光对样品的加热效应基本上可以忽略不计。
从理论上讲，利用LIBS技术可以对任何材料进行元素分析，不论它是什么物理状态：固态、液态、气态和各种混合物如煤泥、泥浆、矿石、废料、污水等都曾经被成功地分析过。
固体、气体和液体的LIBS 分析远程分析能力由于LIBS技术实质上是一个全光学的技术，只需用光接触被测样品即可完成分析。
激光诱导击穿光谱技术（LIBS）姓名：***学号：**********班级：电子硕4128班邮箱：****************1激光诱导击穿光谱技术（LIBS）简介激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos 国家实验室的David Cremers 研究小组于1962年提出和实现的。
自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后，激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于多个领域，如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析，以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等，并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。
2 LIBS发展概况自1960年世界上第一台红宝石激光器问世，两年后Brech和Cross就实现了固体样品表面的激光诱导等离子体，开启了LIBS技术的历程。
1963年，调Q激光器的发明大大促进了LIBS技术的发展，这种激光器的单个短脉冲具有极高的功率密度，足以产生光谱分析所需的激光等离子体。
因此调Q激光器的发明被称为LIBS技术诞生的标志。
1965年Zel’dovich and Raizer把LIBS技术的应用延伸到气体样品。
70年代初，Jarrell-Ash和Carl Zeiss制造了世界上第一台工业应用LIBS设备，需要说明的是，这套LIBS设备中，短脉冲激光用于烧蚀样品，然后用电弧激发样品。
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)曾致力于LIBS分析技术的机理研究和应用，在1987年将其应用于乏燃料后处理工艺中铀浓度分析。
在八十年代，LIBS被应用于液体样品以及分析土壤中的金属及污染物。
德国卡尔斯鲁厄核中心从上世纪90年代初开始，致力于将LIBS应用于高放废液玻璃固化工艺控制分析，获得巨大成功，随后模拟高放废液玻璃固化体中27种元素的实时定量分析。
意大利国家原子分子物理研究所A.CIUCCI和M.CORSI等提出了一种无需“校准曲线”的LIPS定量化分析技术—CF-LIBS，进一步发展了LIBS技术在定量分析中的应用。
S.Palanco和serna利用多元线性回归法来定量分析物质成分含量，以消除基体效应的影响，获得很好的效果。
3 LIBS基本原理脉冲激光束经透镜会聚后辐照在固体靶的表面，激光传递给靶材的能量大于热扩散和热辐射带来的能量损失，能量在靶表面聚集，当能量密度超过靶材的电离阈值时，即可在靶材表面形成等离子体，具体表现为强烈的火花，并伴随有响声。
激光诱导的等离子体温度很高，通常在10000K以上，等离子体中含有大量激发态的原子、单重和多重电离的离子以及自由电子，处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射，用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析，就可以得到被测样品的成分、含量等信息。
通常经过聚焦后的激光功率密度达到GW/2cm量级，光斑处物质蒸发、气化和原子化后电离，形成高温、高压和高电子密度的等离子体。
4激光诱导击穿光谱仪实验装置激光诱导击穿光谱的实验装置系统主要是由激光器、真空室、光谱仪和PC 机组成。
图1激光诱导击穿光谱系统示意图4.1激光器激光诱导击穿光谱技术是在激光器发明之后才慢慢发展起来的一项测试技术。
激光器作为激光诱导击穿光谱必不可少的一部分，从它的发明到现在几十年来，激光器已经有了很大的发展。
目前用于激光诱导击穿光谱技术的激光器主要有以下四种。
红宝石激光器、钇铝石榴石激光器、气体激光器、准分子激光器。
这些激光器一般都能提供1000mJ左右的脉冲能量，瞬时激光功率可以达到1-200MW。
如果再利用聚焦镜把激光汇聚到样品上，其产生的能量足以将固体直接气化产生等离子体。
在激光诱导击穿光谱技术装置系统中，最常用的激光器是脉冲调Q的钇铝石榴石激光器。
这种激光器产生的脉冲宽度大约是在6-15ns之间，能够满足激光诱导击穿光谱系统对激光能量的需要。
而且，钇铝石榴石激光器易于实现小型化，有利于激光诱导击穿光谱系统的便捷化。
4.2光谱仪在激光器之外，作为最终光谱的探测收集的装置，光谱仪也是激光诱导击穿光谱技术装置系统中另外一重要的设备。
光谱仪是用来测定光的波长、能量等性质的仪器，一般使用棱镜或衍射光栅和光电倍增管等组成，按波段区域分，一般有红外线、可见光、紫外线、微波、X射线光谱仪等不同波段的光谱仪；按分光元件的不同，可以分为干涉光谱仪、棱镜光谱仪和光栅光谱仪等；按探测方式来分，有直接用眼睛观察的分光镜，用感光胶片记录的摄谱仪，以及用光电或者热电元件探测光谱的分光光度计等。
在棱镜或者衍射光栅的作用下，由于不同波长的折射系数的不同，一束不可区分的不同波长的光在空间位置上被分散成不同波长的光。
而利用光电倍增管或者CCD等器件，可以探测出各种不同波长光的强度。
4.3真空室真空室中有两个石英窗口，一个石英窗口是激光入射窗口，另一个是光谱仪收集等离子体特征谱线的窗口。
真空室由真空腔和串联的机械泵、分子泵组成，可抽至0.0001Pa。
依据实验的需要将样品暴露在大气中或者置于真空室内，由激光器发射出的激光束经聚光镜I聚焦后聚焦到样品上，激光仪以45°角入射到样品上，聚焦的激光束在样品的表面激发出等离子体，等离子体辐射出来的特征光谱经聚光镜II 聚焦后由光纤送入光谱仪中，再通过光谱软件在PC机上获得并且分析光谱数据。
5 LIBS研究进展LIPS技术由于其自身具有的特点，特别是在其他分析方法无法满足工农业的需要时，受到越来越多的关注，更有不少科研工作者积极参与到这一领域来，推动这项技术向前快速发展。
5.1国外研究进展情况近年来，随着高功率脉冲激光光源、分光系统、探测器件、高时间分辨测量技术、以及光谱数据处理软件的迅速发展，LIBS分析机理研究不断深入，应用的领域逐渐增多。
美国密西西比州立大学的DIAL（Diagnostic Instrumentation and Analytical Laboratory）实验室和Livermore的Sandia国家实验室利用LIPS技术实现烟气的在线测量，现已经开发了便携式的烟气在线分析仪。
意大利的Marwan Technology公司的MODI系统和澳大利亚的XRF公司Spectrolaser Target系统以及美国海洋公司推出的便携式LIBS2500plus系统，都已进入商业应用阶段。
美国宇航局喷气推进实验室于2009年发射的火星科学实验室（Mars Science Laboratory 简称MSL），搭载LIBS仪器ChemCam，用于火星岩石成分的快速实时分析。
5.2 国内研究进展情况国内的LIBS研究相对滞后些，近些年有更多的研究者关注这一领域，从事LIBS的基础研究和应用产品的开发，如对激光等离子体的产生机理，以及激光脉冲宽度，脉冲能量，环境气体成分，压强大小，延迟时间等试验条件对等离子体的影响等方面进行了一定研究。
安徽师范大学的崔执凤等分析了激光诱导等离子体的时间分辨和空间分辨特性，计算并分析了激光诱导等离子体电子温度、电子密度的空间演化。
对靶点的位置、激光的功率密度、环境气体的性质和压力等因素对等离子体特性的影响进行了研究，以及在外加静电场下的激光诱导的等离子体中离子、电子特性进行了实验研究。
中国科学近代物理研究所的袁平等研究了激光参数与产生等离子体的关系，脉冲能量和焦斑面积的关系，激光等离子体的损失，在不同的激光功率密度下测定金属靶产生等离子体的离子价态变化，等离子体的漂移速度，不同金属产生等离子体的激光功率密度等。
中国科学院上海技术物理研究所的亓洪兴博士等人对LIBS仪器设备的研究和改进，利用基于普通CCD探测器对等离子体光谱进行测量，并利用定量化反演定标法的LIBS定量分析方法，取得很好的效果。
利用这套设备对土壤中的污染物进行定性的分析，显示仪器系统的良好性能。
中国科学技术大学的李静等利用LIBS技术的内定标法对水溶液中的镁、钠、钾含量定量分析，发现各种元素的特征峰强度和含量间有很好的线性关系，测量不锈钢中的铝、锰、钴、镆和钛等微量元素，获得满意的实验结果，对定量化研究不同物质各种元素含量提供了很好的借鉴意义。
钢铁研究总院姚宁娟等研制适用于冶金炉前样品的快速分析的LIBS仪器，是对LIBS技术工业应用一种尝试，具有积极的意义。
6 LIBS技术应用6.1环境方面由于近几十年的工业发展，城市建设等因素导致环境污染日益严重，尤其是重金属污染、水体富营养化等越来越引起人们的重视。
这就迫切需要一种快速、原位、远距离、无需制样的技术来实现对环境污染物质的检测和监测。
LIBS可以满足上述要求，故被越来越多地应到环境保护领域。
同时LIBS可以检测分析任何形态的物质元素( 液体，气体，固体) ，在对水体污染，危险有害废物，气体气溶胶污染物质的检测分析，定量计算等方面都有很广阔的应用前景。
6.2食品安全和营养学在食品安全和营养学方面，张大成等人利用LIBS 技术对水果样品里的微量元素进行了检测研究，运用统计学方法分析比较了3 种水果中的Ca、Na、K、Fe、Al、Mn 等6 种元素的含量差别。
华南理工大学卢伟业等人对复合肥中N、P 和K 元素含量的同步测量发现待测结果的平均相对误差小于8% 质量分数，平均相对标准偏差小于7%质量分数，检测极限值分别为0. 16%，0. 21%和0. 50%质量分数，从实验上证明了LIBS 技术具有同步、快速、准确测量复合肥中三大营养元素的能力。
Rai等人用LIBS 技术对苦瓜中的抗血糖痕量元素进行了定量检测。
6.3生物医药生物体是由各种元素组成的，据统计至少有40 种化学元素存在于活的生物体中，每种元素都有其存在的作用，当人体缺少某种元素可能就会引起与其相关的疾病。
LIBS 结合现代医学技术可以针对每一种病例样品进行鉴定，为医学治疗提供有用的信息。
Matthieu 等人通过对大肠埃希氏菌光谱分析，记录下多达100 条谱线，为细胞的检测识别提供了丰富实用的数据。
Samek 等人用LIBS 检测了人体中的主要矿物质和毒素，验证了LIBS 可以用于生物医学检测领域。
6.2材料分析LIBS 技术几乎可以对所有元素在不同形态下检测，所以在材料分析领域应用十分广泛。
陆运章等用LIBS 技术对不锈钢中的金属元素进行检测定量分析。
Death 等人应用主成分分析方法对铁矿石样品的成分进行分析，并建立模型。
W．Tawfik 等人用便携式LIBS 对铝合金6 种痕量元素进行检测分析，得出了比其他研究成果要好的检出限。
6.3军事和太空领域得益于LIBS 的远距离、在线、快速检测等特性，其在军事领域也有发展的立足点。
