藥用植物中的礦物元素是其藥效發(fā)揮、品質(zhì)評價與安全管控的核心指標(biāo)，元素種類與含量直接影響中藥材的藥用價值、食用安全性及道地性。傳統(tǒng)藥用植物元素檢測多依賴單一檢測技術(shù)，存在檢測效率低、前處理繁瑣、無法兼顧快速篩查與精準(zhǔn)定量的問題。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)是一種新興的元素檢測和分析技術(shù)。當(dāng)激光作用于樣品表面時，在極短的時間內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過對等離子體發(fā)出的光譜進(jìn)行收集分析，建立光譜與元素一一對應(yīng)的關(guān)系。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素。通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定標(biāo)后可以進(jìn)一步得到元素的含量信息。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）與電感耦合等離子體發(fā)射光譜技術(shù)（ICP-OES）結(jié)合，開展藥用植物樣品礦物元素的聯(lián)合檢測研究，可以構(gòu)建高效、精準(zhǔn)的元素分析體系，為藥用植物品質(zhì)鑒定、元素溯源及安全檢測提供了全新的技術(shù)支撐，對中藥材標(biāo)準(zhǔn)化檢測領(lǐng)域具有重要實踐意義。

文中指出，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）用于5種藥用植物樣品中常量元素與微量元素的快速檢測分析。LIBS 檢測結(jié)果證實樣品中含有碳、鐵、鎂、硅、鈣、氧、氫、氮、鈉等多種元素，但這5種藥用植物體內(nèi)各類元素的含量均存在差異。

上圖為5種藥用植物中主要元素的特征光譜，元素信息準(zhǔn)確可見。

上圖為5種藥用植物樣品 L1～L5 的偏最小二乘（PLS）因子得分圖。結(jié)果表明，僅依靠第1個 PLS 因子，無法實現(xiàn)5種樣品的有效區(qū)分。將第 1、2 兩個 PLS 因子共同作為判別變量時，不同樣品對應(yīng)的得分聚類區(qū)域便可相互分離開（圖 b）。納入更多 PLS 因子，能夠進(jìn)一步提升偏最小二乘判別分析（PLS-DA）模型的分類準(zhǔn)確率。

研究首先利用 LIBS 技術(shù)對植物的根、葉片等植株組織開展常量及微量元素定性分析。隨后基于采集的 LIBS 光譜數(shù)據(jù)，采用譜線強(qiáng)度比值法測算各類元素對應(yīng)的含量。將所得檢測結(jié)果，與電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測得的譜線強(qiáng)度比值結(jié)果進(jìn)行比對驗證。同時依托 LIBS 全譜數(shù)據(jù)開展偏最小二乘判別分析（PLS-DA），以此挖掘 5 種藥用植物樣品之間的光譜特征差異。借助上述統(tǒng)計學(xué)算法可構(gòu)建校正模型與分類識別模型，后續(xù)依托建好的模型即可便捷判別未知植物樣品，預(yù)測樣品屬性與元素組分。運用譜線強(qiáng)度比值法對礦質(zhì)元素進(jìn)行定量測算，精準(zhǔn)預(yù)估出藥用植物樣品中各類元素的相對含量；LIBS 測算結(jié)果與 ICP-OES 測定數(shù)據(jù)吻合度良好。

上圖為LIBS與 ICP-OES數(shù)據(jù)結(jié)果比對，檢測數(shù)據(jù)吻合度良好。據(jù)此可得出結(jié)論：該批植物樣品中其余各類元素的相對含量測算結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可滿足藥用研究參考要求。

本研究不僅驗證了 LIBS 聯(lián)合 ICP-OES 技術(shù)可用于監(jiān)測不同藥用植物元素組成的動態(tài)變化，同時佐證了這5種藥用植物各自獨特的藥用價值；各樣品內(nèi)部元素相對含量配比適宜，具備藥用應(yīng)用價值。該研究充分證實：LIBS 技術(shù)結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法，可作為藥用植物的重要分析手段，用于探究不同植物生物樣本的差異化特征。

文中LIBS技術(shù)的應(yīng)用是該研究的核心創(chuàng)新與技術(shù)亮點，承擔(dān)著快速篩查、定性分析、高效初篩的關(guān)鍵作用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測技術(shù)的諸多短板。首先，LIBS具備無復(fù)雜樣品前處理的獨特優(yōu)勢，無需對藥用植物樣品進(jìn)行消解、萃取等化學(xué)預(yù)處理，極大簡化了實驗流程，規(guī)避了化學(xué)試劑造成的樣品污染與元素?fù)p耗，同時降低了檢測成本與實驗耗時，適配大批量藥用植物樣品的快速篩查場景。其次，LIBS可實現(xiàn)多元素同步快速定性檢測，能夠瞬時同步獲取樣品中多種元素的光譜特征信息，快速判定藥用植物的元素組成特征，為樣品初步品質(zhì)分級提供依據(jù)。該研究通過兩種技術(shù)聯(lián)用的方式，構(gòu)建了“LIBS快速初篩+ICP-OES精準(zhǔn)定量"的藥用植物元素檢測新模式。整體來看，ICP-OES作為傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)檢測技術(shù)，為實驗數(shù)據(jù)提供基準(zhǔn)，保障定量結(jié)果的精準(zhǔn)可靠；而LIBS作為新型快速光譜技術(shù)，承擔(dān)高效篩查、快速定性的核心功能，二者形成技術(shù)互補(bǔ)。

文中實驗可采用北京澳作生態(tài)儀器有限公司自主研發(fā)的EcoChem 激光光譜元素分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調(diào)；重現(xiàn)率20Hz；光斑大小50-300μm連續(xù)可調(diào)；三維全自動工作臺；樣品室可通入氦氣或氬氣。

通過本文的研究驗證了LIBS技術(shù)在藥用植物礦物元素檢測中的可行性與實用性，證實其可作為藥用植物品質(zhì)評價、安全篩查、產(chǎn)地溯源的高效新型技術(shù)。兩種技術(shù)聯(lián)用模式兼顧了檢測效率、精準(zhǔn)度與經(jīng)濟(jì)性，為藥用植物元素分析標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、現(xiàn)場化檢測提供了新路徑，也為后續(xù)中藥材的質(zhì)量管控、資源開發(fā)利用提供了重要的技術(shù)參考與數(shù)據(jù)支撐。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)作為一種新興的、快速的、微損的微區(qū)化學(xué)分析技術(shù)，有著傳統(tǒng)儀器所不具備的更多功能。隨著這一技術(shù)的發(fā)展，它必將在元素分析領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。