激光发光分光镜

激光发光分光镜又称为激光微区光谱分析仪或激光探针或激光微探测器。它是应用发光光谱分析法对微量元素进行定性和定量测定的一种装置。与发光光谱分析法相比只是将蒸发少量样品的能源改用激光而已。
Brech (1962)首次利用红宝石激光把少量生物物质加热到10～2000℃，然后作了发光光谱分析。后来人们就逐渐把它发展成一种定型的装置，广泛用于各种微量元素的测定上。这种装置比其它非激光的发光光谱分析仪优点多。首先，由于它采用了激光作能源，通过光学聚焦系统可把激光光束聚焦成直径为10～50μm左右的光斑，能量高度集中在此亮点上，这样就能对很小的样品进行分析。一般样品分析区域只有10～300μm。其次，集中能量的时间为千分之一秒左右，物质在瞬间达到高温并蒸发，因而不会引起分析区域周围的元素扩散和附带蒸发。第三，探测灵敏度可达10-7～10-9g，条件较好时，可测至10-12～10-13g。最多可测到六十多种元素。样品无须制备，即可分析。
激光发光分光镜的主要组成部分是激光器，聚焦系统和分光镜。其简单的结构如图所示，由激光器发射的激光经反射镜成直角向下进入显微镜，沿显微镜光轴达到物镜，然后聚焦成高能量密度的微米数量级激光来照到置于显微镜载物台上的待测样品上，样品微区气化，气化所发出的光通过透镜由分光器收集，再经摄谱仪拍摄成样品的光谱特征线，或用较灵敏的光电倍增管进行数字显示读数。有时为了提高发射的信号水平，还需用辅助电极来提高被蒸发

图 激光发光分光镜

物质的温度。一般辅助电极用光谱纯石墨电极，假如要检验样品中碳元素的含量，则需换成铝电极。激光发光分光镜中常用的激光器有红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等。
目前激光发光分光镜最普遍的是用于测定生物样品中的金属元素。它可分析生物组织或单个细胞中阳离子的种类及含量。常用于钙、镁、铜、铁、铝、锌、铅、锰、金和铍的鉴定。美国Stanford大学曾用这种分析方法发现了单个红细胞和白细胞、精液细胞和肾脏细胞等人体细胞中的某些化学成份。通过对正常组织和细胞的化学成份的分析，就可发现机体病变部位的异常组织和细胞。对癌组织及邻近组织的化学成份进行比较，有可能为探索癌症的病因和进一步治疗提供一些依据。在牙科方面，有人对牙齿的硬组织的主要构成元素作了检验，发现除了钙、镁、磷之外，还有钠和锶； 同时发现龋齿的镁与钙的比例升高，而磷和铜的比例下降。这些资料对于龋齿的防治以及其它牙病的病因探讨是有益的。另外，该测定法为研究微量元素对人体和其它生物的危害提供了方便。由于灵敏度高，可测到10-7～10-11g的元素含量，就能及早发现正常组织和细胞中某种有害元素的积聚量，及时采取防治措施，为职业病防护创造了条件。这种分析法既方便又容易，可以对人的指甲、头发、皮肤，尿液以及各种内脏结石等样品进行分析。因此它也是医学基础理论研究的有用工具。