金属形态分析是环境监测、食品质量控制、健康风险评估等应用中十分重要的工具。传统的形态分析一般对一种金属的不同形态进行分析，经济和时间成本较高，分析废弃物较多。多元素形态分析则同时对多种金属的不同形态进行分析，相比传统的单元素形态分析的效率得到明显提高[1]。
随着科学技术的进步与民用需求的发展，现场、在线检测的需求量与日俱增，测试仪器的便携化、小型化与多功能已经成为当今分析仪器科学发展的趋势与潮流。激光诱导击穿光谱(LIBS)设备简单，分析速度快，并且还具有对样品形态要求不高，破坏性小和多元素同时分析等特点，与传统光谱技术相比在现场分析、在线监测等应用场合有着明显的优势。因此，近年来对LIBS 技术的研究呈现出了快速的增长趋势。
质谱是一种测量气相中带电荷离子质荷比的分析仪器,根据不同的物理化学原理,中性固体或液体样品分子在关键核心部件离子源中被转化为可被质量分析器和微型多通道板(MCP)检测器分析的离子。电子轰击(Electron Impact,EI)离子源是最广泛使用的技术之一,这种技术利用高能电子束轰击样品,使中性分子丢失电离电位低的电子,产生阳离子自由基,并进一步发生化学键断裂,生成碎片离子。
近年来,量子点(Quantum dots,QDs)由于其优异的物理化学特性,在发光材料研发、发光传感、荧光探针标记、生物示踪成像等诸多领域得到了深入的研究和应用[1]。量子点阳离子交换反应(Cation exchange reaction,CER)是发生在量子点中的一种元素置换反应,被广泛应用于量子点合成之中[2-3]。
飞行时间-二次离子质谱(ToF-SIMS)是一种表面质谱成像技术，具有较高的空间分辨率。然而，其应用于生物体系成像分析还存在复杂生物环境下离子化效率较低等问题。本研究利用石墨烯量子点等纳米材料作为增强基质对ToF-SIMS 单细胞分析进行信号增强，取得了明显的增强效果。利用玻璃纳米管在电场作用下将石墨烯量子点快速注入细胞内部，实现了细胞内部的信号增强，且对细胞损伤较小。
固相微萃取(SPME)是一种国际前沿绿色采样及样品前处理技术，该技术的核心之一就是萃取涂层材料。材料的萃取性能对SPME 方法的灵敏度起着决定性的作用，从而影响到相关技术的应用，而活体检测已经成为SPME 技术的重要研究方向。