Optimalizace experimentálních parametrů při analýze tvrdých tkání metodou LIBS

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na detekci a analýzu těžkých kovů, zejména olova (Pb), v tvrdých tkáních pomocí hydroxyapatitových standardů a spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Studie využívala různé vlnové délky laseru 1064 nm, 532 nm a 266 nm, stejně jako různé konfigurace laseru, včetně jednopulzní (SP, z angl. single-pulse) LIBS a dvojpulzní (DP, z angl. double-pulse) LIBS v ortogonálním a kolineárním uspořádání. Byla provedena optimalizace parametrů laseru, jako jsou vlnová délka, defokus, doba zpoždění, mezipulzní doba zpoždění a energie. Poměr signál-ke-šumu (SBR), limit detekce a rozlišení odpovídající průměru ablačního kráteru sloužily jako základní parametry pro určení optimální kombinace parametrů. Výsledky této studie poskytují důležité poznatky o optimálních parametrech LIBS pro detekci a analýzu těžkých kovů v tvrdých tkáních, což může mít potenciálně významné dopady pro lékařský výzkum.This diploma thesis focused on the detection and analysis of heavy metals, particularly lead (Pb), in hard tissues using hydroxyapatite standards and laser-induced breakdown Spectroscopy (LIBS) instrumentation. The study utilized various laser wavelengths of 1064 nm, 532 nm, and 266 nm, as well as different laser configurations, including single-pulse (SP) LIBS and double-pulse (DP) LIBS in both orthogonal and collinear arrangements. The optimization of laser parameters such as wavelength, defocus, gate delay, interpulse delay, and energy was performed, with the signal-to-background ratio (SBR), limit of detection (LOD), and resolution corresponding to the diameter of the ablation crater serving as the basic parameters for determining the optimal combination of parameters. The findings of this study provide important insights into the optimal LIBS parameters for the detection and analysis of heavy metals in hard tissues, which can potentially have significant implications for medical research.