聚焦稀土元素分析｜上海凯来谱飞秒激光剥蚀系统多领域应用实践
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发布时间：2026-06-08
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聚焦稀土元素分析｜上海凯来谱飞秒激光剥蚀系统多领域应用实践
稀土
稀土作为国家战略核心资源，覆盖磁性、发光、储能、催化、生物医药、半导体精密制造七大领域。稀土是周期表中镧系 15 种元素（La→Lu）+ 钇 (Y) + 钪 (Sc)，共 17 种金属元素的总称。按属性分为：轻稀土（La~Eu）、中重稀土（Gd~Lu、Y、Sc）。凭借独特 4f 电子层结构，稀土拥有其他元素无法替代的磁、光、电、催化等性能，可通过掺杂、配位、结构调控实现性能定制，渗透国民经济、国防军工、生物医药全产业链。随着稀土新材料研发与高端科研需求升级，传统检测方式已难以满足原位微区、超高分辨成像、痕量精准定量的行业痛点。上海凯来谱依托上海凯来仪器有限公司全自研生产制造的 GenesisGEO 点阵飞秒激光剥蚀（fsLA）系统核心技术，进入稀土元素分析领域。该技术可应用于多个行业，为稀土原位分析提供国产仪器解决方案。
上海凯来谱采用上海凯来仪器有限公司全自研生产制造的GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀（fsLA）系统，联合电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），凭借低热效应、无元素分馏、超高空间分辨率、无需复杂前处理等优势，已成为稀土元素分析的前沿技术手段。
依托完备设备体系与实验室分析能力，技术可适配地质矿产、环境生态、高纯材料、生命科学四大领域稀土检测场景，能够提供系统化稀土分析解决方案，助力国产高端分析仪器技术落地应用。
地质领域
稀土矿产勘探、成因研究、资源评价，均离不开矿物微区稀土元素分布特征及配分模式的精准解析。上海凯来谱Genesis 国产点阵飞秒激光剥蚀系统最高可以500nm 超高空间分辨率，可对单矿物、鲕粒、碳酸盐岩开展稀土元素面扫描成像， 精准获取 La、Ce、Nd、Gd、Lu 等稀土微区分布、富集规律、Eu/Ce 异常，反演成矿流体与矿床成因；
其中，对于地质矿物稀土元素的定量实验中，稀土元素检出限在较小光斑下，已经接近1 ppb，与中科院地质所合作中，建立硼酸盐玻璃熔片法，成功应用嫦娥六号月壤中稀土及多元素精准测定，微量样品低损耗、数据稳定可靠。
环境领域
在环境领域中，环境领域中稀土元素迁移富集规律研究具备重要科研与应用价值。借助于上海凯来谱Genesis 国产点阵飞秒激光剥蚀系统，可实现富集稀土的蕨类植物的Pr-Si-Ca三原色成像。成像结果清晰展现了稀土Pr元素在植株内部的富集规律与空间分布特征，既可佐证该类植物对稀土元素的吸收富集效能，也证实其兼具矿区环境修复与稀土资源植物提取双重应用价值。
材料领域
稀土永磁、发光晶体、激光陶瓷、半导体单晶的性能，高度依赖稀土掺杂均匀性与痕量杂质控制。我们可直接对石英、氟化钙单晶、稀土永磁材料、透明陶瓷进行原位稀土成像，从而直观表征稀土元素赋存状态、扩散规律、掺杂均匀性，助力材料配方优化与工艺迭代。
生命科学领域
在生命科学领域中，我们将点阵飞秒 GenesisBIO-icpTOF 与 IMC （Imaging Mass Cytometry，成像质谱流式细胞术）的成像对比。IMC 是目前组织原位蛋白高维度分析的主流技术之一，它通常采用稀土标记策略——指以镧系元素等稀土金属同位素作为信号标签，通过螯合方式共价偶联到特异性抗体上，形成稀土金属标记抗体探针，用于组织切片的免疫染色与定量检测；由于稀土元素在生物体内天然本底极低、信号干净无交叉干扰，因此非常适合用于多靶点、高通量的原位蛋白检测。但IMC 仅能检测 75 以上质量数的镧系探针，缺失 Fe、Cu、Zn 等内源生命元素。相比之下， GenesisBIO-icpTOF 可达 1μm 空间分辨率，对稀土探针的成像灵敏度与 IMC 相当，同时还可同步检测内源金属元素，实现免疫标记信号与元素代谢信息的原位共定位分析，在神经科学、肿瘤微环境等研究场景中展现出显著优势。
