Оценка беcкалибровочного и многомерного метода количественного анализа в лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии

Бескалибровочный метод лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (CF-LIBS) используется для определения концентрации компонентов образцов, поскольку преодолевает ограничение, связанное с необходимостью соответствия матриц стандартного и исследуемого вещества при построении калибровочной кривой. Эффективность такого подхода часто ставится под сомнение. Для проверки возможностей методологии CF-LIBS использованы различные сертифицированные стандартные образцы растений и почвы. Если эмиссионные линии элемента отсутствуют в спектрах LIBS, его вклад в результат CF-LIBS также отсутствует, что приводит к неправильной количественной оценке. Для преодоления этой проблемы в CF-LIBS вместо определения только концентраций элементов вводится дополнительный этап — расчет отношений концентраций всех элементов к концентрации базового элемента. Расчетные отношения концентраций для различных элементов более точны, чем концентрации элементов, полученные с помощью CF-LIBS. Для предсказания концентрации наряду с CF-LIBS применен подход частичной регрессии наименьших квадратов.

1. A. Kumar Pathak, R. Kumar, V. Kumar Singh, R. Agrawal, Sh. Rai, A. Kumar Rai, Appl. Spectrosc. Rev., 47, No. 1, 14-40 (2012).

2. V. Kumar Singh, A. Kumar Rai, Laser. Med. Sci., 26, No. 5, 673-687 (2011).

3. D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, J. D. Winefordner, Trends Anal. Chem., 17, No. 8-9, 453-461 (1998).

4. D. A. Cremers, R. C. Chinni, Appl. Spectrosc. Rev., 44, No. 6, 457-506 (2009).

5. F.-Y. Yueh, R. C. Sharma, J. P. Singh, H. Zhang, J. Air Waste Manage. Assoc., 52, 1307-1315 (2002).

6. D. W. Hahn, N. Omenetto, Appl. Spectrosc., 66, No. 4, 347-419 (2012).

7. J. Karhunen, A. Hakola, J. Likonen, A. Lissovski, P. Paris, M. Laan, K. Piip, C. Orosnicu, C. P. Lungu, K. Sugiyama, Phys. Scr., 159, 014067 (2014).

8. C. Latkoczy, T. Ghislain, J. At. Anal. Spectrom., 21, 1152-1160 (2006).

9. B. G. Oztoprak, J. Gonzalez, J. Yoo, T. Gulecen, N. Mutlu, R. E. Russo, O. Gundogdu, A. Demire, Appl. Spectrosc., 66, No. 11, 1353-1361 (2012).

10. N. S. Rajurkar, M. M. Damame, J. Radioanal. Nucl. Chem., 219, 77-80 (1997).

11. C. G. Ryan, Int. J. Imag. Syst. Technol., 11, 219-230 (2000).

12. J. Wang, T. Nakazato, K. Sakanishi, O. Yamada, H. Tao, I. Saito, Anal. Chim. Acta, 514, 115-124 (2004).

13. N. Civici, Sh. Gjongecaj, F. Stamati, T. Dilo, E. Pavlidou, E. K. Polychroniadis, Z. Smit, Nucl. Instrum. Method. Phys. Res. B, 258, 414-420 (2007).

14. A. Ciucci, M. Corsi, V. Palleschi, V. Rastelli, A. Salvetti, E. Tognoni, Appl. Spectrosc., 53, No. 8, 960-964 (1999).

15. M. Corsi, G. Cristoforetti, M. Hidalgo, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, C. Vallebona, Appl. Opt., 42, No. 30, 6133-6137 (2003).

16. R. Gaudiuso, M. Dell'Aglio, O. de Pascale, G. S. Senesi, Sensors, 10, 7434-7468 (2010).

17. J. A. Aguilera, C. Aragon, G. Cristoforetti, E. Tognoni, Spectrochim. Acta B, 64, 685-689 (2009).

18. R. Kumar, A. K. Rai, Environ. Monit. Assess., 185, 171-180 (2013)

19. Sh. Awasthi, R. Kumar, A. Devanathan, R. Acharya, A. K. Rai, Anal. Chem. Res., 12, 10-16 (2017).

20. R. Aruga, D. Gastaldi, G. Negro, G. Ostacoli, Anal. Chim. Acta, 310, 15-25 (1995).

21. J. L. Gottfried, R. S. Harmon Jr., F. C. De Lucia, A. W. Miziolek, Spectrochim. Acta B, 64, 1009-1019 (2009).

22. M. Farrokhniaa, S. Karimib, Anal. Chim. Acta, 902, 70-81 (2016).

23. A. Sarkar, V. Karki, S. K. Aggarwal, G. S. Maurya, R. Kumar, A. K. Rai, X. Mao, R. E. Russo, Spectro-chim. Acta B, 108, 8-14 (2015).

24. https://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html.

25. J. P. Singh, S. N. Thakur, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Elsevier, Amsterdam (2007).

26. A. H. Galmed, M. A. Harith, Appl. Phys. B, 91, 651-660 (2008).

27. G. S. Maurya, A. Jyotsana, R. Kumar, A. Kumar, A. K. Rai, Phys. Scr., 89, 075601 (2014).

28. G. S. Maurya, P. K. Tiwari, R. Kumar, R. K. Singh, A. K. Rai, In: Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Eds. J. P. Singh, S. N. Thakur, Elsevier, 385-399 (2020).