利用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术，在铬（III）胁迫下对植物中的离子种类进行无损检测

《Plant and Soil》：Non-destructive detection of ionic species in plants under Cr(III) stress using LIBS

非破坏性LIBS-guttation fluid方法监测Cr(III)胁迫下Alocasia植物元素动态，验证其与ICP-MS高度吻合（R2=0.995），检测限20.3 ppb，Mg/Ca下降30-40%，揭示Cr积累峰值与根系损伤关联。

　　

摘要

研究目的

植物可作为环境重金属污染的生物指示剂。快速、无损的植物元素分析技术对于了解污染物吸收和养分相互作用至关重要。本研究旨在开发一种新方法，将激光诱导击穿光谱（LIBS）与吐液液结合，用于无损监测处于三价铬（Cr(III)）胁迫下的海芋（Alocasia）中的元素动态变化。

方法

从受到三价铬胁迫的水培海芋植株中无损采集了吐液液（该液体易于收集且体积较大）。采用液-固富集策略对吐液液样本进行LIBS分析，以提高痕量元素的检测能力。通过与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测量结果进行对比，对检测信号进行了验证。

结果

吐液液的元素组成与植物组织成分高度相关。在三价铬胁迫下，铬（Cr）的信号强度随胁迫浓度的增加而增强，而镁（Mg）和钙（Ca）的信号强度则下降了约30–40%。吐液液中铬的积累量先上升至峰值，随后下降（这可能与根部损伤有关）。LIBS分析结果与ICP-MS分析结果具有显著相关性（铬（Cr(Ⅰ)）的相关系数R2 = 0.995）。该方法对铬的检测限为20.3 ppb，并表现出优异的线性（R2 = 0.963）。

结论

这种结合LIBS与吐液液的分析方法为监测植物对重金属胁迫的反应提供了一种可靠且无损的手段，具有环境生物监测和作物安全评估的潜力。