基于纳米效应的in situ激光诱导击穿光谱（LIBS）增强特性的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21603090
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    沈洁
  • 依托单位：
    兰州大学
  • 学科分类：
    B0203.表面化学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has become an increasingly popular technique which enables one to carry out rapid and direct remote analysis without time consuming. However, one of the drawbacks of LIBS is its low sensitivity to perform the analysis of elements. Several methods have been developed to improve the sensitivity by enhancing the LIBS emission intensity, especially the using of nanoparticles, which can lead to a large electromagnetic field enhancement and an anomalous enhancement in LIBS emission spectra intensities. In the proposal, nanoparticles will be deposited on samples in ultra- high vacuum and then the laser pulse will be focused on the target. Hopefully, this study can provide more conclusive experimental evidence for revealing the relationship between laser pulse energy,morphologyof nanoparticles and enhancement of LIBS. The research of this project has important scientific and practical significance.
激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy, 简写为LIBS）具有快响应、无需样品制备、多元素同时分析以及远程分析等优点。尽管LIBS技术已较为成熟，在众多领域有着广泛的应用，且卓有成效，但如何提高其灵敏度，极大地下延其探测下限仍是亟需解决的重要科学问题。由于纳米结构表现出强烈的表面等离子体共振特性，很大地增强电场，因此基于纳米技术的被测材料改性能导致其LIBS信号强度甚至增加几个量级。本项目拟利用现有的超高真空光谱测量系统，用蒸发镀膜法在被测样品表面生长纳米材料，进行激光照射样品实验研究，揭示入射激光功率密度、激光诱导等离子体、LIBS信号增强以及纳米材料形貌之间的相互关系，进一步探索基于纳米材料的LIBS信号增强机制，为提高LIBS的灵敏度提供更加可靠的机制、技术与实验数据支撑。

结项摘要

激光诱导击穿光谱(Lase induced breakdown spectroscopy, LIBS)是一种发射光谱检测技术，它通过测量高能激光烧蚀等离子体的发射谱线，得到样品中的元素成分和含量信息。LIBS技术具有快速响应、多元素分析、在线检测、远程检测等优点，因而在环境检测、材料分析、食品安全、空间探测、矿产冶金等领域应用广泛。通过对纳米增强LIBS（nanoparticle enhanced LIBS, NELIBS）的研究发现，其具有强烈依赖于特定的金属纳米结构的性质。本工作研究了（1）两亲性分子和金纳米粒子的库仑作用对NELIBS 的影响。实验发现，在硅基底上，使用阳离子型表面活性剂CTAB 和金纳米粒子时，K 原子的LIBS 信号显著增强，探测限由ppm 降低到ppb 量级。（2）银纳米团簇的沉积量对LIBS 信号增强的影响。使用磁控溅射镀膜的方法，在覆盖了有机硅胶的PET 薄膜表面沉积银纳米团簇，测量了Si 谱线受银纳米团簇尺寸的影响。研究发现，随着镀膜时间增加，银团簇尺寸增加，沉积量升高，LIBS 信号先升高，后饱和，最后降低，谱线的最大增强倍数为~15 倍。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effect of Ag nanoclusters deposited with magnetron sputtering on laser-induced breakdown spectroscopy enhancement
磁控溅射沉积银纳米团簇对激光诱导击穿光谱增强的影响
  • DOI：
    10.1016/j.sab.2019.05.001
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shen Jie;Wu Keyan;Cao Da;Wang Jijin;Hu Bitao
  • 通讯作者：
    Hu Bitao
Coulombic Effect of Amphiphiles with Metal Nanoparticles on Laser Induced Breakdown Spectroscopy Enhancement
金属纳米颗粒两亲物对激光诱导击穿光谱增强的库仑效应
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.8b03008
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Wu Keyan;Shen Jie;Cao Da;Cheng Huibo;Sun Shaohua;Hu Bitao
  • 通讯作者：
    Hu Bitao

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其他文献

麦粒灸对薄型子宫内膜大鼠子宫自然杀伤细胞及蜕膜化的影响
  • DOI：
    10.13702/j.1000-0607.201304
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
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  • 作者：
    金纯纯;沈真如;席瑾;刘静玉;潘妍;沈洁;程洁;夏有兵
  • 通讯作者：
    夏有兵
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    10.13424/j.cnki.jsctcm.2016.03.006
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  • 作者：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    LIN Dan

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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