[發明專利]基于液芯波導LIBS的航天員尿液中過渡金屬的檢測方法

有效

• 申請號: 201811268207.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109342361B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 萬雄;王泓鵬;袁汝俊;何強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種基于液芯波導LIBS光譜的航天員尿液中過渡金屬的檢測方法，它是在一種液芯波導LIBS光譜系統上實現的，該系統包括主控制器(25)、收集子系統(30)、LIBS子系統(31)和進樣子系統(32)；其特征在于方法步驟如下：

1)測試液體持續進樣

將測試液體樣，即航天員尿液，通過進液口導入進液器，導入完成后蓋好密封蓋；主控制器發出指令啟動直流電源、然后給步機電機發送控制指令，帶動電動活塞在進液器中緩慢向右平移，將測試液體樣通過聯接軟管及入流管緩慢推入液芯波導管；該進樣過程持續進行，貫穿整個測試過程，直至測試結束；

2)動態液芯波導LIBS測試

當測試液體樣沿液芯軸線充滿整個液芯波導管時，主控制器設置LIBS光譜儀工作參數；然后啟動延時控制器，延時控制器按預先設定的延時值，先啟動LIBS激光器，再啟動LIBS光譜儀；LIBS激光器由右向左發射一定波長λ的窄脈沖激光，經擴束鏡擴束，接著穿過二向色鏡，經顯微物鏡并通過窗口玻片后，聚焦至聚焦測試點處的測試液體樣，聚焦測試點處激發的LIBS信號沿光學主軸向右傳輸，依次穿過窗口玻片與顯微物鏡后，經二向色鏡反射后，沿接收光軸傳輸，經光纖耦合鏡聚焦進入接收光纖，傳入LIBS光譜儀，LIBS光譜儀將LIBS光譜數據實時傳送給主控制器，隨著進樣的不斷進行，主控制器不斷將動態液芯波LIBS光譜數據采集存儲；

3)廢液實時收集

在測試的過程中，進樣在不斷進行；液芯波導管中的測試液體樣通過出流管，沿噴射軸線噴射至電陰極，從而帶上負電荷，在電場的作用下，被吸引至電陽極，進入廢液箱；

4)測試結束及數據后處理

當電動活塞在進液器中平移到右邊底部時，整個進液器中已無測試液體樣，此時測試結束；主控制器發出指令關閉延時控制器，然后關閉LIBS激光器與LIBS光譜儀；主控制器將獲得的多組動態液芯波導LIBS光譜數據進行統計累加處理，得到反映航天員健康情況的尿液中的銅、鈉等微量金屬的LIBS信號檢出，從而實現對航天員部分生理指標的實時診斷；

5)殘留廢液后處理

主控制器給步機電機發送控制指令，帶動電動活塞在進液器中緩慢向左平移，直至到進液器最左邊位置；打開密封蓋，通過進液口導入干凈水進進液器，導入完成后蓋好密封蓋；主控制器給步機電機發送控制指令，帶動電動活塞在進液器中緩慢向右平移，將干凈水通過聯接軟管及入流管緩慢推入液芯波導管，同時將液芯波導管中殘留廢液壓入收集子系統被收集，直至電動活塞在進液器中平移到右邊底部結束，此時液芯波導管只有干凈水存在，主控制器發出指令，斷開直流電源。