zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-413Research Article******ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ МЕДИ В ВОДЕ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ СПЕКТРОСКОПИИ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ПЛАЗМЫ В СОЧЕТАНИИ С ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИЕЙ ПРИ ПРОСТОЙ ПРОБOПОДГОТОВКЕSENSITIVE ANALYSIS OF COPPER IN WATER BY LIBS-LIF ASSISTED BY SIMPLE SAMPLE PRETREATMENTWangY. R.WangY. R.noemail@neicon.ruKangJ. .KangJ. .noemail@neicon.ruChenY. Q.ChenY. Q.noemail@neicon.ruLiR. H.LiR. H.rhli@scut.edu.cnШкола физики и оптоэлектроники, Южно-Китайский технологический университетSchool of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology201910032020862326(1)-326(8)Copyright © Wang Y.R., Kang J..., Chen Y.Q., Li R.H., 20202020Wang Y.R., Kang J..., Chen Y.Q., Li R.H.Wang Y.R., Kang J..., Chen Y.Q., Li R.H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/413

Для реализации чувствительного анализа следов меди в воде применена спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы (LIBS) в сочетании с лазерно-индуцированной флуоресценцией (LIF). Для устранения недостатков использования водяной матрицы при непосредственном анализе жидких образцов методами LIBS или LIBS-LIF в качестве поглотителя воды выбрана тонкая подложка из древесины, что позволяет превратить анализ жидкой пробы в анализ твердых образцов. Атомы меди в лазерно-индуцированной плазме резонансно возбуждаются из основного состояния в верхнее состояние излучением перестраиваемого лазера на красителе на l = 324.75 нм. Флуоресценция атомов меди из верхнего состояния в нижнее на l = 510.55 нм регистрируется избирательно с высокой чувствительностью. Построена калибровочная кривая для анализа содержания меди в воде с использованием метода LIBS-LIF. Достигнут предел обнаружения 3.6 ppb, что на 4-5 порядков лучше, чем при непосредственном анализе водных растворов методом LIBS. Показано, что сочетание выбранного простого метода предварительной обработки образца с методикой LIBS-LIF обеспечивает быстрый, чувствительный и надежный анализ следового содержания меди в воде .

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) combined with laser-induced fluorescence (LIF) is applied to realize sensitive analysis of trace copper in water for the first time. A wood slice substrate is selected as water absorber to convert liquid sample analysis to solid sample analysis to eliminate drawbacks of the water matrix in direct analysis of liquid samples by the LIBS or LIBS-LIF technique. Copper atoms in the laser-induced plasma are resonantly excited at 324.75 nm from the ground state to a higher state with a tunable dye laser. The fluorescence of copper atoms from this higher state to a lower state at 510.55 nm is selectively monitored with high detection sensitivity. A calibration curve of copper in water analyzed with the LIBS-LIF technique has been built and the limit of detection reaches 3.6 ppb, which is 4-5 orders better than that obtained in direct analysis of aqueous solutions by the LIBS technique. The combination of this simple sample pretreatment method with the LIBS-LIF technique demonstrates rapid, sensitive, and reliable analysis of trace copper in water.

спектроскопия лазерно-индуцированной плазмылазерно-индуцированная флуоресценциядревесная подложкасодержание меди в водечувствительная регистрацияlaser-induced breakdown spectroscopylaser-induced fluorescencewood slicecopper in watersensitive detectionReferencesAgency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 2004. Toxicological Profile for Copper. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service.Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 2004. Toxicological Profile for Copper. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service.S. Baytak, V. T. Kasumov, Anal. Lett., 50, 105-116 (2017).S. Baytak, V. T. Kasumov, Anal. Lett., 50, 105-116 (2017).E. I. Muller, C. C. Muller, J. P. Souza, A. L. H. Muller, M. S. P. Enders, M. Doneda, A. C. Frohlich, G. D. Iop, K. F. Anschau, Microchem. J., 134, 257-261 (2017).E. I. Muller, C. C. Muller, J. P. Souza, A. L. H. Muller, M. S. P. Enders, M. Doneda, A. C. Frohlich, G. D. Iop, K. F. Anschau, Microchem. J., 134, 257-261 (2017).L. S. G. Teixeira, E. S. Santos, L. S. Nunes, Anal. Chim. Acta, 722, 29-33 (2012).L. S. G. Teixeira, E. S. Santos, L. S. Nunes, Anal. Chim. Acta, 722, 29-33 (2012).P. Fichet, P. Mauchien, J. F. Wagner, C. Moulin, Anal. Chim. Acta, 429, 269-278 (2001).P. Fichet, P. Mauchien, J. F. Wagner, C. Moulin, Anal. Chim. Acta, 429, 269-278 (2001).N. Aras, S. U. Yesiller, D. A. Ates, S. Yalcin, Spectrochim. Acta, B, 74-75, 87-94 (2012).N. Aras, S. U. Yesiller, D. A. Ates, S. Yalcin, Spectrochim. Acta, B, 74-75, 87-94 (2012).H. Sobral, R. Sanginés, A. Trujillo-Vázquez, Spectrochim. Acta, B, 78, 62-66 (2012).H. Sobral, R. Sanginés, A. Trujillo-Vázquez, Spectrochim. Acta, B, 78, 62-66 (2012).N. E. Schmidt, S. R. Goode, Appl. Spectrosc., 56, 370-374 (2002).N. E. Schmidt, S. R. Goode, Appl. Spectrosc., 56, 370-374 (2002).Q. Y. Lin, X. D. Han, J. Wang, Z. M. Wei, K. P. Liu, Y. X. Duan, J. Anal. At. Spectrom., 31, 1622-1630 (2016).Q. Y. Lin, X. D. Han, J. Wang, Z. M. Wei, K. P. Liu, Y. X. Duan, J. Anal. At. Spectrom., 31, 1622-1630 (2016).R. L. Vander Wal, T. M. Ticich, J. R. West, P. A. Householder, Appl. Spectrosc., 53, 1226-1236 (1999).R. L. Vander Wal, T. M. Ticich, J. R. West, P. A. Householder, Appl. Spectrosc., 53, 1226-1236 (1999).Z. J. Chen, H. K. Li, M. Liu, R. H. Li, Spectrochim. Acta, B, 63, 64-68 (2008).Z. J. Chen, H. K. Li, M. Liu, R. H. Li, Spectrochim. Acta, B, 63, 64-68 (2008).Y. Lee, S. W. Oh, S. H. Han, Appl. Spectrosc., 66, 1385-1396 (2012).Y. Lee, S. W. Oh, S. H. Han, Appl. Spectrosc., 66, 1385-1396 (2012).R. A. Rezk, A. H. Galmed, M. Abdelkreem, N. A. Abdel Ghany, M. A. Harith, Opt. Laser Technol., 83, 131-139 (2016).R. A. Rezk, A. H. Galmed, M. Abdelkreem, N. A. Abdel Ghany, M. A. Harith, Opt. Laser Technol., 83, 131-139 (2016).Q. Y. Lin, F. Bian, Z. M. Wei, S. Wang, Y. X. Duan, J. Anal. At. Spectrom., 32, 1412-1419 (2017).Q. Y. Lin, F. Bian, Z. M. Wei, S. Wang, Y. X. Duan, J. Anal. At. Spectrom., 32, 1412-1419 (2017).Z. J. Chen, H. K. Li, F. Zhao, R. H. Li, J. Anal. At. Spectrom., 23, 871-875 (2008).Z. J. Chen, H. K. Li, F. Zhao, R. H. Li, J. Anal. At. Spectrom., 23, 871-875 (2008).F. Zhao, Z. M. Chen, F. P. Zhang, R. H. Li, J. Y. Zhou, Anal. Methods, 2, 408-414 (2010).F. Zhao, Z. M. Chen, F. P. Zhang, R. H. Li, J. Y. Zhou, Anal. Methods, 2, 408-414 (2010).Y. L. Yu, W. D. Zhou, X. J. Su, Opt. Commun., 333, 62-66 (2014).Y. L. Yu, W. D. Zhou, X. J. Su, Opt. Commun., 333, 62-66 (2014).K. Skocovska, J. Novotny, D. Prochazka, P. Porizka, K. Novotny, J. Kaiser, Rev. Sci. Instrum., 87, 043116 (2016).K. Skocovska, J. Novotny, D. Prochazka, P. Porizka, K. Novotny, J. Kaiser, Rev. Sci. Instrum., 87, 043116 (2016).S. K. Ho, N. H. Cheung, Anal. Chem., 77, 193-199 (2005).S. K. Ho, N. H. Cheung, Anal. Chem., 77, 193-199 (2005).X. C. Wang, Z. Y. Huang, P. C. Chu, Y. Cai, K. S. Y. Leung, J. T. S. Lumc, N. H. Cheung, J. Anal. At. Spectrom., 31, 2363-2374 (2016).X. C. Wang, Z. Y. Huang, P. C. Chu, Y. Cai, K. S. Y. Leung, J. T. S. Lumc, N. H. Cheung, J. Anal. At. Spectrom., 31, 2363-2374 (2016).S. K. Ho, N. H. Cheung, Appl. Phys. Lett., 87, 264104 (2005).S. K. Ho, N. H. Cheung, Appl. Phys. Lett., 87, 264104 (2005).F. Hilbk-Kortenbruck, R. Noll, P. Wintjens, H. Falk, C. Becker, Spectrochim. Acta, B, 56, 933-945 (2001).F. Hilbk-Kortenbruck, R. Noll, P. Wintjens, H. Falk, C. Becker, Spectrochim. Acta, B, 56, 933-945 (2001).Y. Godwal, S. L. Lui, M. T. Taschuk, Y. Y. Tsui, R. Fedosejevs, Spectrochim. Acta, B, 62, 1443-1447 (2007).Y. Godwal, S. L. Lui, M. T. Taschuk, Y. Y. Tsui, R. Fedosejevs, Spectrochim. Acta, B, 62, 1443-1447 (2007).S. L. Lui, Y. Godwal, M. T. Taschuk, Y. Y. Tsui, R. Fedosejevs, Anal. Chem., 80, 1995-2000 (2008).S. L. Lui, Y. Godwal, M. T. Taschuk, Y. Y. Tsui, R. Fedosejevs, Anal. Chem., 80, 1995-2000 (2008).S. Laville, C. Goueguel, H. Loudyi, F. Vidal, M. Chaker, M. Sabsabi, Spectrochim. Acta, B, 64, 347-353 (2009). 326-8S. Laville, C. Goueguel, H. Loudyi, F. Vidal, M. Chaker, M. Sabsabi, Spectrochim. Acta, B, 64, 347-353 (2009). 326-8H. Loudyi, K. Rifai, S. Laville, F. Vidal, M. Chaker, M. Sabsabi, J. Anal. At. Spectrom., 24, 1421-1428 (2009).H. Loudyi, K. Rifai, S. Laville, F. Vidal, M. Chaker, M. Sabsabi, J. Anal. At. Spectrom., 24, 1421-1428 (2009).J. Kang, R. H. Li, Y. R. Wang, Y. Q. Chen, Y. X. Yang, J. Anal. At. Spectrom., 32, 2292-2299 (2017).J. Kang, R. H. Li, Y. R. Wang, Y. Q. Chen, Y. X. Yang, J. Anal. At. Spectrom., 32, 2292-2299 (2017).X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, Y. F. Lu, Appl. Opt., 48, 2551-2558 (2009).X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, Y. F. Lu, Appl. Opt., 48, 2551-2558 (2009).C. M. Li, Z. Q. Hao, Z. M. Zou, R. Zhou, J. M. Li, L. B. Guo, X. Y. Li, Y. F. Lu, X. Y. Zeng, Opt. Express, 24, 7850-7857 (2016).C. M. Li, Z. Q. Hao, Z. M. Zou, R. Zhou, J. M. Li, L. B. Guo, X. Y. Li, Y. F. Lu, X. Y. Zeng, Opt. Express, 24, 7850-7857 (2016).J. M. Li, L. B. Guo, N. Zhao, X. Y. Yang, R. X. Yi, K. H. Li, Q. D. Zeng, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Talanta, 151, 234-238 (2016).J. M. Li, L. B. Guo, N. Zhao, X. Y. Yang, R. X. Yi, K. H. Li, Q. D. Zeng, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Talanta, 151, 234-238 (2016).R. X. Yi, J. M. Li, X. Y. Yang, R. Zhou, H. W. Yu, Z. Q. Hao, L. B. Guo, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Anal. Chem., 89, 2334-2337 (2017).R. X. Yi, J. M. Li, X. Y. Yang, R. Zhou, H. W. Yu, Z. Q. Hao, L. B. Guo, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Anal. Chem., 89, 2334-2337 (2017).J. M. Li, Z. Q. Hao, N. Zhao, R. Zhou, R. X. Yi, S. S. Tang, L. B. Guo, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Opt. Express, 25, 4945-4951 (2017).J. M. Li, Z. Q. Hao, N. Zhao, R. Zhou, R. X. Yi, S. S. Tang, L. B. Guo, X. Y. Li, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Opt. Express, 25, 4945-4951 (2017).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.