[发明专利]一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法

说明书

本发明公开了一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，包括以下步骤：S1：水稻样品栽培和制备，获取水稻干叶样本和水稻压片样本；S2：光谱数据采集；S3：铬参考值获取；S4：针对S1中获得的水稻压片样本，基于共线双脉冲信号增强技术进行水稻重金属铬定量分析；针对S1中获得的水稻干叶样本，基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻铬定量检测；S5：基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻叶片铬含量分布可视化。本发明结合双脉冲信号增强技术对水稻叶片重金属铬含量进行定量检测分析，对共线和正交双脉冲的参数进行优化，建立单双脉冲多变量和单变量模型，并基于正交再加热LIBS对水稻叶片铬含量的可视化进行探究。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其是涉及一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法。

背景技术

LIBS技术具有快速、在线、多元素分析的特点，但是相比传统重金属分析方法(如AAS、ICP-MS等)其灵敏度和重复性相对较差。对于一般的LIBS装置而言，不同元素的检出限范围在1-100ppm。因此需要通过一定的技术方法，提高仪器的检测灵敏性。其中，双脉冲激光诱导击穿光谱技术(dual pulse laser-induced breakdown spectroscopy，DPLIBS)是一种有效、简单的信号增强技术。

DPLIBS的增强效果于1969年由Piepmeier和Malmstadt首次发现，并在21世纪以来成为一个LIBS技术的研究热点。当两束或者多束技术以几微秒的延时时间击打样品时，光谱信号最高能达到100倍的增强。尽管DPLIBS的作用机理尚未完全明确，一些研究人员尝试探明双脉冲增强的本质原因，并取得了一系列的成果。关于DPLIBS增强机理方面的研究，已经有三篇综述作了相关的说明。根据装置结构，DPLIBS技术可分为共线、正交预烧蚀和正交再加热三种模式。共线DPLIBS由于其搭建和调节简单的特点，比较适合于实际在线原位分析。而对于正交DPLIBS技术而言，它能够以较小的损伤获得较好的信号增强，特别适合于生物样本的元素检测和高分辨率的成像。Kraicarova等应用正交再加热DPLIBS研究了铜元素在云杉转运机制和茎部铜和钙元素的分布情况。通过与ICP-MS的结合，成功获取了元素的空间分布。此外，本发明中的空间分辨能力为150μm，还可通过使用ps或者fs的激光器进一步提高空间分辨能力。本发明结合DPLIBS技术对水稻叶片重金属铬含量进行定量检测。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种的基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于双脉冲信号增强技术的水稻铬定量检测方法，包括以下步骤

S1：水稻样品栽培和制备，获取水稻干叶样本和水稻压片样本；

S2：光谱数据采集，水稻干叶样本的LIBS光谱采集采用单点获取的模式，水稻压片样本的LIBS光谱采集采用累积获取的模式；

S3：铬参考值获取，水稻叶片重金属铬元素参考值由ICP-MS测得；

S4：针对S1中获得的水稻压片样本，基于共线双脉冲信号增强技术进行水稻重金属铬定量分析；针对S1中获得的水稻干叶样本，基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻铬定量检测；

S5：基于正交双脉冲信号增强技术进行水稻叶片铬含量分布可视化。

可选的，所述S1的具体步骤如下：

步骤a1:水稻经Cr处理12星期后，于灌浆结实期进行采样，用于LIBS分析；

步骤a2:收集水稻叶片后于烘箱中烘干，获得水稻干叶样本。用于干叶LIBS检测；

步骤a3:干叶LIBS检测后，将每个样本叶片进行研磨压片，制成方形压片，水稻压片样本；