基于微等离子体探针固体样品深度分析及三维成像分析新方法研究

介质阻挡放电是一种特殊的大气压下的气体放电方式，具有体积小、功耗低、原子化效率高等特点。本项目率先提出利用介质阻挡放电产生的微等离子体探针进行元素三维成像的方法，并将其应用到固体纵深度元素分布，生物组织中元素分布，以及生物组织中特定蛋白质分布的成像分析中。该方法的优点是放电均匀、不需要真空、装置简单、无需待分析对象导电甚至无需与电极接触等。这一成像方法在生物领域的重要意义在于可直接获取某种元素在生物组织甚至细胞中的分布状况；可对固体样品直接作原位微量成分分析；可以用于研究各种金属蛋白质在生物组织中的分布情况；它能够快速、高效、大信息量地提供有关元素组分在固体样品内部的分布状况。这一三维成像分析技术的建立，将有力推进原子光谱技术在生命科学、临床检测、文物考古、金属材料等方面的广泛应用，为三维成像分析提供新的手段。

本项目完成了建立基于介质阻挡放电微等离子体探针的三维成像分析方法的研究目标，并完成了生物组织样品中元素分布和成像的研究工作。本项目中所设计并完成的三维成像系统，依靠数字化的软件控制微等离子体探针定点及定区域地剥蚀样品表面，与原子荧光光谱仪和等离子体质谱仪联用后，能得到固体样品中元素在表面和内部的分布情况以及生物组织切片中元素的三维成像情况。完成的主要工作为：设计并搭建了基于介质阻挡放电微等离子体探针的三维成像系统，与等离子体质谱联用，用于生物组织样品的三维成像分析；作为项目研究的拓展，成功地将微等离子体探针技术应用于生物样品的分析中，完成了Au纳米及15种稀土元素标记的DNA分析工作。本项目共发表研究论文3篇，其中两篇发表在《Angewandte Chemie-International Edition》，一篇发表在《Chinese Journal of Analytical Chemistry》；申请了两项国内的专利。