Effect of repeated irradiation on laser-induced breakdown spectroscopy of copper immersed in a sodium chloride aqueous solution and normalization with bubble collapse time

文献情報

出版日 2023-10-10
DOI 10.1039/D3JA00268C
インパクトファクター 4.023
著者

Ayumu Matsumoto, Yusuke Shimazu, Shinji Yae, Tetsuo Sakka


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要旨

Underwater laser-induced breakdown spectroscopy (underwater LIBS) has attracted attention as an on-site analytical technique for deep-sea investigation, but it suffers from serious signal fluctuation. In this study, we analyzed a copper (Cu) plate immersed in a sodium chloride (NaCl) aqueous solution by underwater LIBS and investigated the signal fluctuation caused by the repeated irradiation at a fixed position. The intensity of Cu and Na emission lines increased with increasing the number of laser shots. We found that there were strong correlations between the spectral line intensity and the collapse time of the laser-induced bubble. By normalizing the spectral line intensity with the bubble collapse time after removing the offset, the relative standard deviations of Cu and Na intensity obtained for the repeated irradiation were reduced from 41.4% to 27.0% and 28.8% to 17.7%, respectively. We also confirmed that elimination of the data obtained with the first irradiation of a fresh surface and the use of the spectral line intensity of dissolved species as a normalization parameter were valid for improving the precision of analysis. The results suggest simple approaches to improve the quantitative performance of underwater LIBS, which are easily applicable to the existing system.

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Journal of Analytical Atomic Spectrometry

Journal of Analytical Atomic Spectrometry
CiteScore: 6.2
自己引用率: 25.8%
年間論文数: 254

The Journal of Analytical Atomic Spectrometry (JAAS) is the central journal for publishing innovative research on fundamentals, instrumentation, and methods in the determination, speciation and isotopic analysis of (trace) elements within all fields of application. This includes, but is not restricted to, the most recent progress, developments and achievements in all forms of atomic and elemental detection, isotope ratio determination, molecular analysis, plasma-based analysis and X-ray techniques. The journal welcomes full papers, communications, technical notes, critical and tutorial review articles, editorials, and comments, in addition to the Atomic Spectrometry Updates (ASU) literature reviews that are prepared by an expert panel. Submissions are welcome in the following areas, but note this list reflects the current scope and authors are strongly encouraged to contact the Editorial team if they believe that their work offers potentially new and emerging research relevant to the journal remit: Fundamental studies in the following. New and existing sources for atomic emission, absorption, fluorescence and mass spectrometry and those that provide both atomic and molecular information Sample introduction techniques for solids, liquids, gases Improvements in sensitivity, selectivity, precision, accuracy and/or robustness Isotope ratio measurements, including techniques for improving precision and mass bias correction Single channel and multichannel simultaneous detection systems Chemometrics, statistics, calibration techniques and internal standardisation Theoretical and numerical modelling of fundamental processes related to all of the above methodologies Novel or improved methodologies in areas of application including, but not limited to the following. Biosciences, including elemental, speciation and isotopic analysis in biological systems, immunoassays based on metal-labeled antibodies, bio-imaging, and nanoparticle toxicology Geochemistry Environmental science Materials science, including engineered nanoparticles and quantum dots Metrology, including reference materials Forensic analysis Food and agricultural sciences Energy Archaeometry Molecular analysis. Molecular sources for elemental and isotopic analysis Atomic sources for molecular analysis Atomic and molecular techniques simultaneously used for complementary chemical information All contributions are judged on originality and quality of scientific content, and appropriateness of length to content of new science.

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