Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз, Детальна інформація

Аналітича процедура прямого виявлення Al в крові полягала в наступному: кров в звичайному стані об’ємом 40 мкл вносили до тигелю, що являв собою танталовий стаканчик, та висушували на повітрі пи температурі 90-100\x00BAС на протязі 3-5 хвилин. Процес озоленння і атомізації сухого залишка проводилось в вакуумній камері. При проведенні цих процесів важливо вибрати такий режим нагрівання тигля, щоб озолення не призводило до до суттєвого погіршення вакуума до 10-4 Тор. Водночас цей процес повинен проходити достатньо швидко, щоб не прризвести до термічного випарення залишку без атомізації. При досліді температура тигля при озоленні підвищувалась до 1500\x00BAС в п’ять етапів на протязі 10 хвилин. Малюнок 1

Малюнок 1 демонструє залежність іонного сигналу від часу випарення для 40 мкл крові (а) при поступовому підвищенні температури тигля (б) [71].

Повний сигнал алюмінія для досліджуваної проби визначався сумарною “селективною” площею (різниця між повним та фоновим сигналом) під кривою сигнала (мал. 1,а ). Відповідаючі такому сигналу значення концентрації алюмінія визначали по градуювальній характеристиці, побудованій для водяних розчинів AlCl3 . Правомірність такої калібровки була перевірена шляхом добавок. При цьму в тигель вводилося 40 мкл крові і 40 мкл розчину AlCl3 з вмістом Al 100 мкг/л . Отриманий від такої суміші сигнал алюмінія в межах похибки вимірів (близько 10%) виявився рівним сумі сигналів від компонентів при незалежному їх аналізі. Цим було доведено відвутність впливу матриці крові на вихід алюмінія при термічній атомізації в вакуумі. Результати вимірів вмісту алюмінія в пяти зразках крові лежать в межах 230+_50мкг/л.

ТАБЛИЦЯ 1

Елемент Матриця Концентрація елемента в матриці % Межа виявлення, в ат.% література

Yb Водний розчин YbCl3 5 *10-7 2 *10-9 [49]

Na Кристал CdS 2 * 10-6 2 * 10-10 [51]

Кристал Ge 2 * 10-8 5 * 10-9 [54]

Al Кристал Ge 2 * 10-7 10-9 [53]

Водний розчин AlCl3 2 * 10-7 2 * 10-10 [59]

Морська вода 2 * 10-7 10-7 [59]

Кров 3 * 10-5 2 * 10-7 [71]

B Кристал Ge 2 * 10-7 5 * 10-9 [43]

Ru Морська вода (1-3)* 10-10 3 * 10-12 [65]

Тверда порода 10-4 – 10-9 10-10 [65]

В таблиці 1 приведені результати рямого виявлення методом лазерної фотоіонізаційної спектроскопії в вакуумі ряду елементів в різних речовинах. В неоптимізованих експерементальних умовах досягнуті результати, що є граничними для найбільш чутливих аналітичних методів.

Таблиця 2

Метод Межа визначуваного елемента, в %(водні розч.) Експерементальна межа визначення в матриці, в % Селективність по елементам

Атомно-абсорбційна спектрометрія 10-4 –10-9 10-4 –10-7 Середня

Іскрова мас-спектрометрія 10-5 – 10-8 10-5 – 10-7 Висока

Нейтронно-активаційний аналіз

10-5 – 10-9 10-5 – 10-9 Середня

Лазерна флуорисцентна спектрометрія 10-6 – 10-11 10-5 – 10-8 Висока

Лазерна ступінчата фотометрія 10-11 – 10-14 10-8 – 10-12 Дуже висока



Для метода лазерної фотоіонізаційної спектроскопії є також резерви досягнення меж визначення на один- два порядка шляхом вдосконалення конструкції атомізатора, підвищення ефективності та селективності лазерної фотоіонізації, позбавлення від неселективного іонного фону та інше.

Проведений експеремент визнав універсальний характер метода фотоіонізаційної спектроскопії в поєднанні з вакуумною термічною атомізацією речовини і відкрив широкі перспективи використання його як нового аналітичног метода. Крім того, лазерна ступінчата фотоіонізація атомів в вакуумі має перспективи комбінації з іншими способами атомізації, припускається пряме поєднання з масс-спектрометром і різними способоми виділенн селективних іонів.

Видно, що достоїнства розглянутого метода – чутливість реєстрації на рівні оденичних атомів в об’ємі взаємодії з лазерним випромінюванням, можливість прямого аналіза об’єктів в їх звичайному стані, винятковість неконтрольованих домішок шляхом атомізації речовини в вакуумі, можливість виділення селективного корисного сигналу на рівні фона в одному вимірі і роздільної реєстрації поверхневих і об’ємних домішок в твердих зразках- дозволяють використовувати його для аналіза слідів більшості елементів практично в в якій завгодно матриц.

Використана література:

Лазерная аналитическая спектроскопия «НАУКА» Москва 1986