Atom+absorpsjon+spektrofotometri

Atomabsorpsjonsspektrofotometri (AAS) er en kvantitativ analysemetode basert på Beers lov, og brukes til bestemmelse av grunnstoff, hovedsakelig metaller, i en prøve. AAS kan brukes til bestemmelse av over 70 forskjellige stoffer. Metoden ble først brukt som analyseteknikk i siste halvdel av 1900-tallet. Det finnes to typer AAS, med flamme og uten flamme.


 * Teori **

Prinsippet for atomabsorpsjon bygger på at frie ikke-eksiterte atomer i dampform blir bestrålt av monokromatisk lys. For å frigjøre elementene fra sine kjemiske bindinger ledes prøven inn i en acetylenflamme. Ikke-eksiterte atomer er på et lavt energinivå og kan derfor lett absorbere stråling dersom de bestråles av lys tilsvarende sitt eget linjespektrum. Ved å bruke en hullkatodelampe med katode av samme stoff som vi skal analysere, vil lampen emittere lys av den spesifikke bølgelengden som stoffet vil absorbere. Målt absorbans er tilnærmet proporsjonal med atommengde av det aktuelle stoffet i prøven.
 * Atomabsorpsjonsspektrofotometer med flamme **

Prøven suges inn i en atombrenner der den først forstøves ved hjelp av trykkluft. De større dråpene, som vil forstyrre avlesningen, samles i en vannfelle og ledes bort. Den forstøvede prøven blandes med en bæregass (acetylen, propan eller lystgass) og ledes inn i en rustfri stålbrenner. Før en starter avlesningen er det viktig å påse at instrumentet er optimalt innstilt og at vannfellen fungerer.

Atomabsorpsjonsspektrofotometer kan brukes innenfor medisinsk biokjemi ved analysering av ulike metaller, slik som Al, Ca, Cu, Pb, Li, Mg og Zn. Et atomabsorpsjonsspektrofotometer med flamme brukes ved analysering av Cu og Zn i plasma/serum, Cu i urin og Mn i hjertemuskulatur.

  Figur 1: Prinsippskisse av et flamme atomabsorpsjonsspektrofotometer.

Et atomabsorpsjonsspektrofotometer består av ulike bestanddeler:
 * Hullkatodelampe er en lampe som er laget av samme materiale som det skal analyseres på, slik at en kan gjenkjenne dette stoffet i prøven. På grunn av at lampen er laget av samme stoff som det skal analyseres på, vil lampen emittere lys med samme spesifikke bølgelengde som prøven vil absorbere.
 * Chopperen brukes til å lage pulslys fra hullkatodelampa som så kommer inn på flammen i atomabsorpsjonsspektrofotometeret. Med pulslys menes lys som ikke er kontinuerlig og kommer pulserende.
 * Flammen er som regel bestående av acetylengass.
 * Slitene i AAS har forskjellige funksjoner ut ifra hvor de er plassert i atomabsorpsjonsspektrofotometeret. Den første sliten som er mellom flammen og monokromatoren har som oppgave å sikte en lysstråle inn på monokromatoren. Den andre sliten som er etter monokromatoren og før detektoren, slipper kun gjennom det lyset med den bølgelengden man ønsker å måle på slik at det kun er denne bølgelengden som blir detektert.
 * Monokromatoren er som regel en konkav reflekterende rist som splitter lyset og siler ut det som er pulslys. Dette fører til at det er pulslyset som blir detektert. Det er store krav til monokromatoren siden lyset fra hullkatodelampen er et linjespektrum med en eller flere linjer. Her må monokromatoren stilles riktig inn slik at den treffer kun på den ene linjetoppen. Monokromatoren i AAS er veldig god og har liten spektral båndbredde.
 * Detektoren detekterer kun pulslyset.

Fordeler med AAS er både at det er en sensitiv og spesifikk metode. Dette kan en se fordi det kreves liten endring i konsentrasjon for å se utslag i målt absorbans. Hullkatodelampen er i tillegg laget spesielt for det stoffet en måler absorbans for. I et AAS er det ikke eksitasjon og dermed blir den mindre influert av temperaturendringer. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Ulemper ved AAS er interferens/feilkilder. Dette gjelder spesielt kjemisk interferens, ioniseringsinterferens og spektral interferens. Kjemisk interferens og ioniseringsinterferens vil gi for lave absorbansavlesninger, men spektral interferens vil gi forhøyede absorbansavlesninger. > - Matriseinterferens: lyset absorberes av hovedsaklig organiske stoffer i prøven f.eks. reagens. > - Overlappende linjer: Andre stoffer som absorberer aktuell bølgelengde. > - Dannelse av oksyder som absorberer lyset
 * 1) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Kjemisk interferens skyldes bindinger som vanskeliggjør dissosiering, dette fører til at atomene er bundet og en kan da ikke måle atomabsorbans. Dette gjelder ofte fosfatbindinger og proteinbindinger.
 * 2) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Ioniseringsinterferens skyldes at atomene ioniseres på grunn av for høy energi.
 * 3) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Spektral interferens

<span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Referanser:
 * 1) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">[]
 * 2) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">[|http://departments.colgate.edu/geology/instruments/aa.htm#pic]
 * 3) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">[]
 * 4) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Laboratorieøving fysikk med måleteknikk 2010. Siri Drogset
 * 5) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;"> Burtis, C. A.; Ashwood, E. R. & Bruns, D. E, Tietz - Fundamentals of Clinical Chemistry. Saunders, 2008, 6. utg. Side 71-72.
 * 6) <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: 120%;">Burtis, C. A.; Ashwood, E. R. & Bruns, D. E, Tietz - Fundamentals of Clinical Chemistry. Saunders, 2008, 7. utg. Side 138.