種植農作物使用農藥，可以初步預防病蟲害對蔬菜生長的影響，保證農作物健康生長，但農作物中會殘留很多農藥或重金屬等有毒成分，因此檢測農作物中的農藥殘留和重金屬元素，可以及時發現有害物質超標的農作物，指導農民安全用藥。
FireFly是一款基于LIBS（激光誘導擊穿光譜）技術的快速多元素分析與化學成像設備。適用于所有固體和液體樣品，待測物無需前處理，測量近乎無損傷，一次測量可獲取樣品所有元素信息。將其用于植物組織中元素含量的測定，可以協助研究植物營養狀況和元素吸收分布及植物在重金屬脅迫下的反應和耐受性。
lLIBS技術檢測干果營養元素和重金屬污染：
圖1. 左上：杏仁、開心果、黑胡桃、白胡桃和腰果等干果；左下：5種干果的K、Mg等營養元素和Cu、Cr、Pb等重金屬元素含量差異；右圖：干果中不同元素的LIBS測量光譜
研究人員利用LIBS技術檢測了市場上杏仁、開心果、黑胡桃、白胡桃和腰果等5種干果的元素組成，在干果樣品中檢測到了鉀、鎂、鈣、鐵、鋅、鈉等營養元素以及鉛、鉻、銅等有毒元素，不同干果樣品中這些元素的含量存在差異。
lLIBS技術檢測果蔬農藥殘留和重金屬污染：
圖2. 左圖：蘋果和韭菜中P 的光譜。藍色線是含有毒死蜱的樣品的LIBS 光譜。紅色線是含有毒死蜱和80 nm 銀粒子的樣品的LIBS 光譜。粉色線是不含任何物質的干凈樣品的LIBS 光譜。黑色線是含有80 nm 銀粒子的樣品的LIBS 光譜。右圖：生菜莖葉對鎘的LIBS映射圖。
使用LIBS 技術測定果蔬表面的毒死蜱和Cd 殘留，通過測量P 和Cl 元素間接測量毒死蜱；研究生菜葉片中Cd 的分布，發現Cd 在生菜葉片中分布不均勻，在葉脈中的濃度高于葉肉，主脈中的濃度高于側脈，在脈交叉處有相對較強地Cd積累。
lLIBS結合高光譜技術檢測果蔬農藥殘留：
圖3. 左圖：桑葚農藥殘留和無殘留的LIBS光譜數據；右圖：桑葚農藥殘留和無殘留的高光譜數據；
圖4. 圖中（a）和（b）分別表示使用LIBS 數據在進行預處理前和預處理后的PCA 圖，（c）和（d）表示LIBS 數據與HSI 數據III（LIBS - HSI 數據）結合在預處理前和預處理后的PCA 圖。
桑椹富含營養和生物活性物質，但易受病蟲害影響，導致農藥殘留超標，對人體健康有害，因此建立快速有效的檢測方法至關重要。傳統的農藥殘留檢測方法如GC、GC - MS、HPLC 等復雜、耗時、成本高且可能導致樣品污染，而LIBS 和HSI 技術為快速檢測提供了新途徑。文章通過結合桑葚測量獲取的LIBS 和HSI 數據，得到了比單獨使用LIBS數據更準確的農藥殘留檢測結果。
lFireFly LIBS白芥鎘金屬污染檢測及成像：
圖5：左圖為da麻幼苗在5μ/20μmol?dm?3的CdCl2?2.5H2O溶液中生長的樣品的照片和相應的LIBS Cd元素分布圖；右圖為白芥暴露于含鎘化合物后樣品的照片和相應的LIBS Cd元素分布圖。
如圖為Lightigo激光光譜實驗室對植物進行鎘毒性檢測，FireFly可以清晰獲取鎘元素在da麻和白芥幼苗中的相對含量分布圖，可以了解Cd污染物進入植物體內后的運輸路線和富集器官。
1.Rehan I, Gondal M A, Almessiere M A, et al. Nutritional and toxic elemental analysis of dry fruits using laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES)[J]. Saudi Journal of Biological Sciences, 2021, 28(1): 408-416.
2.Zhao X, Zhao C, Du X, et al. Detecting and mapping harmful chemicals in fruit and vegetables using nanoparticle-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Scientific Reports, 2019, 9(1): 906
3.Wu D, Meng L, Yang L, et al. Feasibility of laser-induced breakdown spectroscopy and hyperspectral imaging for rapid detection of thiophanate-methyl residue on mulberry fruit[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2019, 20(8): 2017.
4.Pavlína Modlitbov, Pavel Porízka, Jozef Kaiser et al., A Detail investigation of toxicity, bioaccum ulation, and translocatio n of Cd-base d quantum dots and Cd salt in white mustard. [J] Chemosphere., 251 (2020) 126174
FireFly其他應用領域：
?土壤分析：分析土壤樣本中的元素組成，評估土壤肥力和污染情況。
?地質勘探：用于巖石和礦物的元素分析，輔助地質勘探和礦物成分研究。
?金屬材料檢測：分析金屬及其合金中的元素成分，用于材料科學和質量控制。
?環境監測：監測環境樣本（如沉積物、大氣顆粒物等）中的元素，評估環境污染。
?生物材料分析：測定生物樣本（如毛發、血液、骨骼、腫瘤等）中的元素，用于生物醫學研究。
