Analysis of Contaminated Plant Leaves Using J200 Tandem LA-LIBS Instrument

植物会从其环境(土壤、水、空气)中摄取元素，植物中必需元素或有毒元素的分布提供了金属吸收和积累的重要信息。植物结构(根、茎、叶、花)中这些元素的详细空间分析(2D和3D)可用于确定营养元素、必要元素、有毒元素对植物健康的潜在影响，甚至可以了解气候变化和环境污染等条件。
在本研究中，我们展示了如何使用Applied Spectra公司的J200 LA-LIBS复合系统在叶片样品的各个位置同时检测39K+、63Cu+、88Sr+、75As+、208Pb+、Ca、Mg、C、H、O。元素分布图显示叶片对Pb和As的吸收方式不同。

选取³⁹K⁺、⁶³Cu⁺、⁸⁸Sr⁺、⁷⁵As⁺和²⁰⁸Pb⁺作为LA-ICP-MS监测元素，选取Ca、Mg、C、H、O作为LIBS监测元素。K、Cu、Sr为自然存在元素，As、Pb为监测叶片污染程度。

第二个实验是将植物叶片曝露于As溶液中不同时长 (多24h)。图3显示了对照叶片、曝露6h和24h的叶片照片和元素分布图。根据图3中的元素分布图，对照叶片显示没有As的自然丰度。曝露于As(6h和24h)的整个叶片结构都检测到了As污染。与铅相比，砷以一种未知途径传输到整个叶片。整个叶片吸收As，表明砷suan盐[As(V)]遵循磷酸途径传输。自然存在的元素(K、Mg和Ca) 与Pb研究中相似，明显被置换。

对于LIBS来说，Ca的灵敏度很好，但是对于ICP-MS来说，由于Ca 自然丰度高的同位素（96.9%）为⁴⁰Ca，与⁴⁰Ar 为同质异位素，所以Ca的灵敏度很低。可用于ICP-MS分析的Ca同位素(⁴²Ca、⁴³Ca、⁴⁴Ca)丰度≤2.1%，无干扰。这是LIBS和LA-ICP-MS性能如何互补的一个很好的例子，同时分析样品中的所有元素。