14.7 : Spektroskopia absorpcji atomowej: interferencja

Interferencja prowadzi do systematycznego błędu w pomiarach absorpcji atomowej (AA) poprzez wzmocnienie lub osłabienie sygnału analitycznego lub tła. Te interferencje można podzielić na trzy główne kategorie: interferencja widmowa, interferencja chemiczna i interferencja fizyczna.

Interferencje spektralne występują, gdy sygnały pochodzące od innych pierwiastków lub cząsteczek nakładają się na sygnał analitu, sztucznie zawyżając lub maskując jego absorpcję. Tego rodzaju interferencje można skorygować za pomocą metod korekcji tła, takich jak metoda Zeemana, Smitha-Hieftje lub korekcja z użyciem deuteru.

Metoda korekcji Zeemana wykorzystuje pole magnetyczne do rozszczepienia linii absorpcyjnej na trzy spolaryzowane składowe: dwie σ (przesunięte) i jedną π (nieprzesuniętą). Absorpcja analitu i tła jest mierzona oddzielnie poprzez naprzemienne włączanie i wyłączanie pola magnetycznego, co zwiększa dokładność pomiarów w złożonych matrycach.

Metoda korekcji Smitha-Hieftje polega na impulsowym zasilaniu lampy z wydrążoną katodą (HCL) wysokim prądem, co powoduje poszerzenie linii emisyjnej i jej samoodwrócenie, w wyniku czego centralna linia analityczna zanika. Prowadzi to do silnej emisji po obu stronach linii, która jest absorbowana przez tło. Absorpcję mierzy się w normalnych i wysokoprądowych warunkach, co pozwala na rozróżnienie sygnałów analitu i tła. Chociaż metoda ta wymaga jedynie jednego źródła światła, jej czułość maleje, zwłaszcza gdy samoodwrócenie jest niewystarczające lub proces odzyskiwania sygnału jest zbyt wolny.

Metoda korekcji tła deuteru (D_2) wykorzystuje lampę D_2 jako szerokospektralne źródło światła do korygowania absorpcji tła w spektroskopii absorpcji atomowej (AAS). Obracające się lustro przełącza się między wąskopasmową lampą z katodą wnękową (HCL) a szerokopasmową lampą D_2. Lampa D_2 mierzy absorbancję tła w szerokim zakresie długości fal, podczas gdy HCL mierzy absorbancję analitu i tła przy określonej długości fali. Różnica między tymi dwoma sygnałami izoluje absorbancję analitu. Choć niedrogi, brakuje mu precyzji w pomiarach o wysokiej dokładności.

Ponadto spektrometry o wysokiej rozdzielczości mogą minimalizować interferencje widmowe z nakładających się linii widmowych. Czasami analit można wielokrotnie ekstrahować rozpuszczalnikiem przed analizą.

Interferencje chemiczne występują, gdy niepożądane składniki matrycy oddziałują z analitem, zmniejszając efektywność atomizacji. Aby zwiększyć atomizację lub zapobiec powstawaniu zakłócających związków, do próbki można dodać modyfikator chemiczny, taki jak czynnik uwalniający lub kompleksujący. Do typowych interferencji chemicznych należą interferencje związane z jonizacją oraz tworzeniem trudno lotnych związków.

Pierwiastki lub związki, które jonizują w tej samej temperaturze co analit, mogą zmienić jego jonizację. Jonizację można stłumić, dodając nadmiar roztworu zawierającego pierwiastek, który jonizuje łatwiej, co tłumi jonizację analitu.

Co więcej, reakcje chemiczne między analitem a innymi gatunkami w matrycy próbki mogą tworzyć związki nielotne, które nie ulegają łatwej atomizacji. Utrudnia to tworzenie się wolnych atomów do absorpcji. Takich zakłóceń można uniknąć, dodając chemiczny środek konkurencyjny lub stosując bardzo wysokie temperatury.

Standardy kalibracyjne można przygotować z matrycą próbki podobną do rzeczywistych próbek, co pomaga kompensować zakłócenia chemiczne wynikające z matrycy.

Zakłócenia fizyczne wynikające z czynników niechemicznych, takich jak zmiany natężenia przepływu gazu lub zmiany temperatury płomienia, wpływają na proces nebulizacji lub atomizacji. Zakłócenia te można rozwiązać, stosując standardy wewnętrzne lub rozcieńczając próbkę. Modyfikacja matryc próbek i przygotowanie standardów kalibracyjnych z podobną matrycą może dodatkowo zmniejszyć zakłócenia fizyczne.