近日，国际分析化学与原子光谱学专业期刊《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》（JAAS）在线发表了由长江大学段登飞副教授团队完成的研究成果：基于上海凯来全自研生产制造的GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统，创新性地开发了Raster-spot（光栅点）扫描模式，有效解决了传统飞秒激光信号衰减快的问题，在微量元素分析和U-Pb定年领域取得了关键进展。文章指出，光栅点模型剥蚀坑底部和坑壁平坦，信号衰减降低至约20%，分馏指数接近1，大多数微量元素相对误差维持在-15%至+15%以内，相对标准偏差低于15%；在原位U-Pb定年方面，相对误差绝大部分低于0.5%，表现出极高的定年精度。该研究为GenesisGEO fsLA-ICP-MS技术提供了一种更优的分析模式，对提升激光原位微区分析技术水平具有重要应用价值。

Raster-Spot模式——重构扫描策略

飞秒激光因其超短脉冲、热扩散可忽略等优势，相比纳秒激光可显著降低元素分馏和基体效应，已成为原位微区分析的重要工具。然而，传统扫描模式存在信号强度衰减快的短板限制了其在需要长时稳定信号（如U-Pb定年、微量元素深度分析）中的应用。

段登飞副教授团队基于GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统的软硬件架构，提出了全新的Raster-spot模式（图1）。

图1. 扫描模式示意图

a.传统扫描模式；b.分频扫描模式；c.Raster-spot光栅点扫描模式

核心创新点包括

·将传统的一整层扫描分解为多个“子循环”

·通过激光频率与扫描速度的配合，确保每个子循环内实现“密排填充”

·逐层、确定性推进剥蚀，保持坑底始终平坦

这一结构性的改变，使得气溶胶产生过程从“爆发式”变为“平稳批量化”，在保持高灵敏度的同时，信号衰减被控制在~30%以内（图2）。

图2.不同打点模式质谱信号特征

► 极小的分馏效应

Raster-spot模式FI值总体集中在1附近（图3），表明大多数元素的分馏效应极小。

图3. 不同打点模式分馏指数

► 微量元素定量准确可靠

在5种标准参考物质（OA-1、OH-1、OJY-1、BHVO-2G、NKT-1G）中，42种元素的相对误差（RE）处于±15%，相对标准偏差（RSD）主要低于15%，满足LA-ICP-MS分析通用标准（图4）。

图4. Raster-spot模式42种元素的RE与RSD

►U-Pb定年新纪录——误差＜0.5%

Raster-spot模式在锆石及多种副矿物U-Pb定年长时测试中的优异表现，相对误差绝大部分低于0.5%（图5）。

图5. Raster-spot模式多种副矿物U-Pb定年

►【结语】砥砺创新，领跑未来

祝贺段登飞副教授团队的研究成果发表于国际专业期刊JAAS，该研究工作是点阵飞秒激光剥蚀方法学上的重要突破。本研究中使用的GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统由上海凯来全自研生产制造，该仪器凭借高度灵活的参数可调性，全面适配多样化实验方法设计，有效支撑 Raster-Spot创新分析模式开发。依托深度合作实现共赢发展，上海凯来将持续深耕研发、推进技术创新与产品升级，以高速技术迭代领跑行业未来，以尖端分析平台助力前沿科学研究，为高水平原创性科研工作提供灵感、工具与技术支持。

论文信息：

Duan, D., Duan, Q., Cao, H., et al. Development and application of a Raster-spot model in Galvo-fsLA-ICP-MS for precise trace-element and U-Pb isotopic analysis. J. Anal. At. Spectrom., 2026, DOI: 10.1039/D6JA00088F.

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