Microspectrometry成像与最优化方法相结合

大气中包含许多不同的固体悬浮颗粒物(气溶胶),大小不同分布和基于该地区大气的化学成分,yabo214人为活动和气象条件。与尺寸范围从几纳米到几十微米和大气一生只要几周,这些微粒会影响区域以及全球气候yabo214。

获得洞察气溶胶的化学成分是至关重要的,因为他们的潜在负面影响人类健康和环境。评估的影响,有必要了解气溶胶的理化成分在单粒子的水平。然而,物理化学表征气溶胶的微米尺度是一项具有挑战性的任务,因为典型的气溶胶粒子的小尺寸。yabo214

分析技术

电子束扫描电子显微镜等方法耦合能量色散x射线显微分析(SEM-EDX)通常用来执行测微空间分辨率特征元素成分和内部结构的粒子。yabo214等离子束技术飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)可以提供最初的构成纳米表面。然而,无论是ToF-SIMS还是SEM-EDX环境条件下可以获得的数据样本需要低压操作,这可能会改变气溶胶粒子的结构。yabo214

相比之下,共焦拉曼microspectrometry集成的空间分辨率光学显微镜和拉曼散射的分子分析功能可以获得分子信息从单个微米大小气溶胶粒子在环境条件。yabo214自动拉曼系统的可用性使收购2 d分子影像与横向分辨率有限的受光的衍射。尽管如此,宽阔的气溶胶粒子的化学异质性,往往伴随着大量发光背景,可能会导致不良的重叠光谱数据和影响广泛采用拉曼显微镜yabo214的气溶胶粒子的内部化学结构分析。

自动化的结合映射和塑造自我混合认证自我相关的互动分析(多元曲线分辨率)治疗拉曼图像可以提供关键的见解分子物种的分子特性和分布在样品。这个方法是非常有用的在样本分析混合物的光谱和化学是模糊的。一组光谱数据不同的组件有不同成分的混合物就足以提供结果。

这条曲线分辨率技术可以帮助识别混合物的成分和提取的光谱每个组件,包括荧光信号和各自的半定量浓度配置文件。使用提取的光谱,确定每个组件通过图书馆搜索。空间解决化学数据的异质性和物种形成的环境样本可以获得重建分子图像光谱解析和生成各自的贡献。

描述粒子发出冶炼厂yabo214

冶炼厂排放微米和亚微米大小的颗粒到大气中。yabo214根据天气情况,这些粒子可以长途旅行。yabo214拉曼空气粒子的图像描绘在图1中,显示被风吹的铅(Pbyabo214)包含粒子的聚合以及其他大气粒子释放的冶炼厂。级联嵌入用于粒子集合。PbSO的拉曼光谱₄(硫酸铅矿),(NH)₄)₂所以₄,PbSO₄.PbO(黄铅矾)分离利用上述技术,尽管它们的光谱相似。然而,拉曼成像软件的平滑过程没有使用。

图1所示。拉曼成像含铅粒子在大气中排放的铅冶炼厂设施。yabo214(一)光学图像;(b) 80像素的光谱图像;解决(c) PbSO的拉曼光谱₄;(d) PbO.PbSO₄;(NH (e)₄)₂所以₄;拉曼(f) PbSO的图像₄;(g) PbO.PbSO₄;(NH (h)₄)₂所以₄。

空气污染的植物

工业空气污染导致含铅的沉积粒子在陆生植物的叶子表面。yabo214这些粒子然后渗yabo214透穿过树叶的叶角质层。理解导致物种形成中的叶子有助于评估人口暴露于大气的金属污染的风险。拉曼缩微成像利用紫外激光激发(266海里)是用来确定在物种形成生菜暴露于大气Pb smelter-originated消极后果43天。

叶子必须与紫外线激发探索因为强烈的荧光发射的叶绿素等生物分子激动时可见辐射。因此,在400 - 800海里的光谱区,荧光信号重叠和面具任何潜在的拉曼特性。由于荧光和拉曼光谱在紫外区域充分分离,他们不会相互干扰。

图2。初步途径铅吸收后Pb-containing粒子的沉积。yabo214叶表面沉积的粒子(1),叶表面yabo214化学转化可能导致二次Pb-containing阶段和溶质(2),毒性症状(黑斑病)的存在引起的污染颗粒在叶片(3)。

铅化合物的识别产生污染的主要粒子在表皮下叶子和毒性化合物的形式引发的症状坏死区(黑斑病)是显示在图2。yabo214光学图像,拉曼光谱和分子lead-rich坏死区在叶表面的图像如图3所示。

图3。光学图像,拉曼光谱和分子lead-rich坏死区在叶表面的图像。

结论

结果清楚地展示的价值高空间分辨率拉曼共焦显微镜在环境分析领域。该技术也可以应用于异构gas-aerosol粒子反应的分析,这是大气化学的关键。

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