DragonFly LIBS要素解析システム

DragonFly欧州エンジニアリングセンター（CEITEC）唯一の派生会社であるLightigo同社が発売したFireFlyと平行な製品モデルは、拡張性、科学研究向けの設計をサポートすることで、最強の汎用性を実現し、利用者にLIBS技術の最強の優位性を享受させることを目的としている

通常検出が難しいサンプル、例えば鋼材中のC元素、岩土材料中のF元素、コンクリート材料中のCl元素、電池中のLi元素検出などに対して、Dragonflyは優れた検出効果を実現することができる。

DragonFly柔軟で拡張しやすいモジュール化設計のため、1-1300 mbar全自動連続制御の真空反応室、レーザーパルス波長自動切替機能を独自に備えている、また、紫外真空モジュールを選択的に配置することができ、可視光領域で複数のスペクトル線が干渉する特殊な状況を解決した。DragonFlyは、デュアル励起、マルチ励起スキーム、マルチ光路収集などの柔軟なカスタマイズをサポートしています。お客様と一緒に最も優れた価格比と目的に合った構成スキームを実現するために、お問い合わせください。

応用分野

l 植物、土壌、地質、金属、プラスチック、生物材料の元素検査、

l 要素分布イメージング（mapping）、

l 多層断面要素の測定;

l 動植物の有害金属/重金属のストレス応答、

l 標識物、ナノ粒子検出

主な特徴

l 1-1300 mbar真空反応室

l エアブローモジュールと能動吸引モジュール、

l 3軸自動移動操作卓、

l 顕微サンプルの観測と環状4段独立照明、

l レーザー集束スポットの自動調整、

l 8チャネル内蔵デジタル遅延発生器、

l ガスパージ及びガス吸引アダプタ、

l 単励起/二励起DPSSレーザ、

l 最速測定速度100 HZ、

l Echelle/Czerny-Turner分光計

l iCCD/EMCCD/SCMOS/CMOS検出器オプション

けいきパラメータ

DragonFly標準構成オプションは次の表を参照してください。主要構成は需要と予算に応じて適切な選択を行い、最適な価格比を実現することができる。

DragonFlyは柔軟なカスタマイズをサポートしています。構成案については、お問い合わせください。

1)複数の周波数逓倍オプション、2）レーザの型番による；3）分光計の構成に依存する、4）ROIによる

LIBS技術原理と利点

DragonFly応用例：

1. LIBS癌検査に対する技術の応用：

CEITECのブルノ科学技術大学Lightigo研究チームはLIBS技術を応用した皮膚がんの検出研究を行っている--がん細胞と正常細胞の元素構成に違いがあるため、LIBS技術を通じて腫瘍組織の元素特徴を検出し、医療診断に応用すべきである。

本図はチェコのラジオサイトの今回のインタビュー記事から引用

2020年1月24日、チェコのラジオ局はブルノ科学技術大学レーザー分光実験室でのLightigoチームへのインタビューを発表した。Lightigo社プロジェクト責任者Pavel Pořízka「LIBS測定は一連の元素分布画像を得て、病理学者ができるだけ早く診断するのを助けることができる。大きな腫瘍は発見しやすいが、LIBS技術は小さな検出しにくい衛星腫瘍に非常に役立つだろう」と述べた。

2. 二重励起LIBS技術を用いたソラマメ苗根部のナノ銀粒子分布のmapping分析

根は植物の養分の供給、植物の過剰な金属イオンからの毒を避けるために重要な役割を果たしているが、根の元素分析の難しさは茎の組織よりはるかに大きく、その原因は以下のとおりである：根は通常茎と芽よりずっと小さい、乾燥物質の含有量が非常に小さく、サンプル切断に大きな不便をもたらした、通常、分析対象元素の相対含有量は低い、柔軟でジューシーなサンプルがどのようにその構造形状を維持して元素分布の正確な結果を得るかは、同様に難題である。

Lightigo上記の課題に対して、本事例では二重励起LIBS技術を用いてソラマメ苗根部のナノ銀粒子（直径21.7±2.3 nm）のmapping分析に成功し、目標は自然状態下の植物組織に対して元素検出を行い、高いmapping分解能を得ると同時に検出感度を確保することである。これはまた、LIBS領域全体における植物根部のナノ粒子分布の状況に対する初めての試みでもある。

Cu⁺溶液処理ソラマメ苗根横切り異なる分解能でのmapping結果：100μm、75μm、50μm

Cu2+、Ag+、AgNPs処理7日後のソラマメ苗の根元を横切る顕微画像と元素mapping対応結果

異なる濃度Cu²⁺溶液【a）100μmol⁻¹Cu²⁺；b)50 μmol l⁻¹Cu²⁺；c) 10μmol l⁻¹Cu²⁺； d) 0 μmol l⁻¹Cu²⁺】ソラマメ苗の根横切りmapping結果を処理する、e）サンプル領域特徴スペクトル線、f）Cu²⁺濃度が低下し、その対応するスペクトル線強度も順次低下

実験結果：

LIBS技術検査速度が速い、直径2 mmの幼根であっても、その横断面における金属イオン及び金属ナノ粒子分布に対してmapping分析を行い、検出の精度と画像分解能は実験需要を満たすのに十分である。二重励起技術を応用して、Mapping分解能は50μmに達することができ、根表皮層、皮層、中柱中の元素分布特徴を区別するのに十分である。

また、7日間の短時間処理で検出結果が得られ、自然環境中、自然養分条件下の植物にとって、LIBS元素mappingも元素分布検出に有効な実験方法であることを説明するため、植物生理学と環境毒理学分野における有効な応用である。

引用：KrajcarovλL、Novotný K, Kummerová M, J. Dubová J, Gloser V, Kaiser J. Mapping of the spatial distribution of silver nanoparticles in root tissues of Vicia faba by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) [J], Talanta 173 (2017) 28–35.）

Lightigoチーム部分参考文献リスト

http://www.eco-tech.com.cn/portal/article/index/id/682.html

http://www.eco-tech.com.cn/portal/article/index/id/683.html