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微區(qū)XRF在植物環(huán)境中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2022-05-17瀏覽:997

       無機(jī)元素含量及其動態(tài)分布特征,可揭示植物樣品生理代謝過程的可能途徑。研究植物根、莖和葉樣品表面的元素微區(qū)分布特征還可以指示生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中有害元素的來源及遷移途徑,為進(jìn)一步加工處理以降低其有害元素含量提供依據(jù)。

 

微區(qū)元素分析
      元素微區(qū)分析目前已廣泛應(yīng)用于植物環(huán)境、礦物分析、表面材料和文物考古等諸多方面。主要方法有微區(qū) X 射線熒光( Micro-XRF) 、X 射線熒光顯微分析( XFM) 、帶電粒子誘發(fā) X 射線熒光分析( PIXE)及電子探針分析( EPMA) 等。其中,微區(qū) XRF 技術(shù)具有樣品無需復(fù)雜前處理、適用較大微區(qū)面積進(jìn)行樣品分析、可一次性解析大部分元素相關(guān)信息等優(yōu)勢,已成為分析植物樣品中元素分布及定量分析的快速有效方法。

 

實(shí)驗(yàn)過程
      《ICP-MS 結(jié)合微區(qū) XRF 法分析海帶中無機(jī)元素含量及分布》一文中作者以微波消解法進(jìn)行樣品前處理,ICP-MS結(jié)合液相色譜法( HPLC) 測定海帶無機(jī)元素含量及不同砷形態(tài)含量,運(yùn)用布魯克微區(qū) XRF M4 Tornado探討無機(jī)元素在海帶體內(nèi)的分布特征及富集規(guī)律,以期為海帶的食用及藥用與質(zhì)量控制提供依據(jù)。


       作者選用新鮮樣品 K12( 福建霞浦),擦凈表面水分及雜質(zhì),選取肉質(zhì)較厚部分,用陶瓷刀片切成厚度約為 6 mm 的剖面,將樣品平整固定于樣品臺上,設(shè)置步長10 μm。使用布魯克微區(qū) XRF M4 Tornado對海帶橫截面樣品進(jìn)行面掃,得到光譜圖及元素分布圖。不同顏色代表不同元素種類,顏色越深則表示相應(yīng)元素含量越高。分析文章中其他實(shí)驗(yàn)測得樣品含量較高的元素 Mg、Fe、Sr、Al、As、Cr、Cu、Pb,發(fā)現(xiàn)元素 As 和 Pb( 圖 1E、H) 分布特征明顯,均表現(xiàn)出由表皮向內(nèi)部擴(kuò)散的趨勢;元素 Fe、Cu( 圖 1B、G) 多分布在表皮,向內(nèi)擴(kuò)散的趨勢并不明顯;元素 Mg、Sr、Al( 圖 1A、 C、D) 遍布在樣品內(nèi)部,無擴(kuò)散趨勢;元素 Cr( 圖 1F) 在樣品內(nèi)部零星分布,無擴(kuò)散趨勢。

 

M4 Tornado
        通過布魯克微區(qū) XRF M4 Tornado軟件自帶算法對每個掃描點(diǎn)進(jìn)行歸一化半定量處理,可得8 種無機(jī)元素的相對含量高低(圖2),與前文中采用 ICP-MS 對 K12 樣品無機(jī)元素含量測定結(jié)果一致,表明運(yùn)用該方法測得特定元素的定量百分比準(zhǔn)確度較高。該方法對于植物樣品中特定元素的分布特征具有良好的指示作用,經(jīng)過半定量歸一化計算后,可獲得特定元素含量的相對比較信息,對植物體元素分布及含量分析具有實(shí)用性。


A.鎂; B.鐵; C.鍶; D.鋁; E.砷; F.鉻; G.銅; H.鉛; I.海帶橫截面( bars= 600 μm) 。
圖1 海帶橫截面中不同元素的分布特征


圖2 海帶橫截面中無機(jī)元素相對含量

 

       布魯克M4 Tornado微區(qū)X射線熒光光譜儀測試時樣品無需復(fù)雜前處理、對較大面積樣品可一次性解析多個元素的分布含量信息,目前已成為植物樣品中元素原位分布分析的快速有效方法。將微區(qū) XRF 技術(shù)與 ICP-MS 等技術(shù)相結(jié)合,對樣品進(jìn)行多元分析,也為進(jìn)一步探究樣品元素組成及分布分析提供了方法借鑒。

 

參考文獻(xiàn):
[1] 李海洋, 郭盛, 嚴(yán)輝,等. ICP-MS結(jié)合微區(qū)XRF法分析海帶中無機(jī)元素含量及分布[J]. 中國中藥雜志, 2022, 47(2):9.

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