Lazerio indukuotos plazmos spektroskopijos taikymas biomedicinoje


Fizikos referatas. Įvadas. Lazeriu indukuotos plazmos spektroskopija Istorija. LIBS principas. Abliacija ir plazmos fizika. Plazmos emisijos spektras. Aplinkos įvertinimas.


Darbo tikslas – susipažinti su lazeriu indukuotos optinio pažeidimo spektroskopijos (LIBS) technologija, išsiaiškinti veikimo principus, privalumus ir trūkumus, aptarti šio metodo taikymus biomedicinoje.

Darbo struktūra – susideda iš įvado, dviejų pagrindinių dalių ir išvadų. Pirmojoje dalyje apžvelgsiu LIBS metodo principus, esminius technologinius instrumentus, veikimo fiziką. Antroje dalyje aptarsiu LIBS taikymus biomedicinoje, perspektyvas ir darbo pabaigoje apibendrindamas pateiksiu darbo išvadas su šaltinais.

Pirmieji analitiniai tyrimai su lazeriu indukuota plazma atlikti 1962-1963 metais. Būtent šie metai ir laikomi lazeriu indukuotos plazmos spektroskopijos užuomazgos data. Iki pat 1980 metų lazeriai buvo naudojami pagrinde kaip bandinių žadinimo šaltinis, ar priemonė tirti bandinius nugarinant dalį jų paviršiaus. Septintojo dešimtmečio pabaigoje buvo ištobulinta detektavimo technologija, kuri leido rūšiuoti elektronus bei vidurkinti signalus. 8-ajme dešimtmetyje tobulinimas sąlyginai kompaktiškų, didelės energijos lazerio šaltinių, tolimesnė pažanga detektavimo technologijose bei technolgijų gaminimo kaštų sumažėjimas lėmė šios plazminės spektroskopijos išpopulerėjimą. Metodas turėjo daug įvairių sinoniminių pavadinimų, tačiau dabar nusistovėjo LIBS (Lazer-induced breakdown spectroscopy) terminas.[1]

Lazerinė sąveika yra aprašoma kvantinės mechanikos taisyklėmis, kurios nurodo kaip būtent fotonai yra sugeriami ar emituojami atomų. Jei elektronas sugeria fotoną, elektronas pasiekia aukštesnį energetinį lygmenį. Gamtoje kūnai siekia užimti kuo mažesnį potencialą, t.y. turėti kuo mažesnę potencinę energiją. Su elektronais taip pat – sužadintas elektronas įgyja pakankamai energijos pakilti diskretiniu lygmeniu aukščiau, tačiau rekombinacijos metu, jis grįžta į savo pradinę, nesužadintą būseną išspinduliuodamas fotoną, kurio energija yra lygi energetinių lygmenų energijų skirtumui. Skirtingi energetiniai lygmenys kiekvieno atomo rekombinacijos metu išspinduliuoja skirtingos konkretaus dydžio energijos fotoną. Šis energetinis fotonų pasiskirstymas sudaro spektrines emisijos linijas, kurias LIBS metodo metu fiksuojame. Kiekvieno atomo energetiniai lygmenys yra gerai žinomi, todėl nesunku nustatyti iš kokio lygmens, kokio atomo fotonas buvo registruojamas. [2]

Jei suteiktas energijos kiekis atomui yra pakankamai didelis, t.y. viršyja jonizacijos potencialą, elektronai gali būti atskirti nuo savojo atomo sukurdami laisvus elektronus ir teigiamai įkrautus jonus (katijonus). Paprastai, atskirtas elektronas būna iš aukščiausio energetinio lygmens, t.y. toliausiai nuo atomo branduolio. Toks elektronas turi mažiausią jonizacijos potencialą. Tačiau, jei atomui suteiktumėme daugiau energijos, galima jonizuoti ir žemesnio lygmens elektronus. Sukurti jonai gali išspinduliuoti fotonus keliais būdais: kai teigiamai įkrautas jonas prisitraukia laisvąjį elektroną, vyksta rekombinacija ir išspinduliuojamas kvantas, arba kai dėl kinetinės energijos praradimų, elektronas ir katijonas pereina iš sužadintos būsenos į stabiliąją. Šios emisijos gali būti nenutrūkstamos esant skirtingų energijų jonams bei skirtingams energijos mainams sistemoje, tačiau katijonų stabilizavimasis, t.y. perėjimas iš sužadintos būsenos į stabiliąją turi kvantuotus (diskrečius) lygmenis, taigi, kai jonas prisitraukia elektroną, jis išspinduliuoja tam tikrą būdingos energijos fotoną.[2]

  • Fizika Referatai
  • 2015 m.
  • Lietuvių
  • 15 puslapių (2629 žodžiai)
  • Universitetas
  • Fizikos referatai
  • Microsoft Word 418 KB
  • Lazerio indukuotos plazmos spektroskopijos taikymas biomedicinoje
    10 - 10 balsai (-ų)
Lazerio indukuotos plazmos spektroskopijos taikymas biomedicinoje. (2015 m. Birželio 07 d.). http://www.mokslobaze.lt/lazerio-indukuotos-plazmos-spektroskopijos-taikymas-biomedicinoje.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 06 d. 12:17