Новости химической науки > Атомно-эмиссионый спектрометр готов к полевой работе

Большая часть современных спектрометров представляет собой громоздкие и тяжелые устройства, которые не так-то просто использовать вне лаборатории в полевых условиях.

Тем не менее, исследователям удалось разработать портативный недорогой инструмент для атомно-эмиссионной спектроскопии, что позволит определять содержание металлов непосредственно в ходе полевых анализов.

Атомная эмиссионная спектроскопия позволяет проводить качественный и количественный анализ содержания металлов в образцах, изучая влияние нагрева образца на излучаемый ими свет. Каждый элемент испускает электромагнитное излучение со строго характеристической длинной волны, интенсивность которого пропорциональна содержанию элемента.

К сожалению типичные настольные установки для проведения атомно-эмиссионного анализа отличаются большим размером и низкой мобильностью, стоя при этом от 75 до 100 тысяч долларов США.

This $2,500 instrument can be carried in one hand. (Рисунок из Anal. Chem., DOI: 10.1021/ac1027897)

В группе Бредли Джонса (Bradley Jones) разработан атомно-эмиссионный спектрометр, изготовление которого обошлось всего в 2500 долларов США.

Вес прибора не превышает килограмма, он смонтирован на прочной керамической основе с габаритами 6 × 30 × 1 см. Инструмент состоит из трех компонентов: небольшого по размеру спектрометра с зарядовой связью [charge coupled device (CCD) spectrometer] промышленного производства, линзы и полой ячейки из алюминия, в которой была размещена вольфрамовая спираль, демонтированная из обычной лампы накаливания с мощностью 250 Ватт.

Для проверки нового спектрометра исследователи анализировали образцы загрязненной воды и листьев груши и томата, содержание металлов в которых было известно. Капли экстракта каждого из образцов помещали на вольфрамовую нить, после чего систему подключали к источнику электрического тока (электрической системе обычного автомобиля), пропускали ток через вольфрамовую нить и высушивали образец. Когда вольфрамовая нить разогревалась до белого каления, металлы образца демонстрировали свои характеристические аналитические сигналы излучения. Излучение с помощью линзы фокусировалось и направлялось на CCD спектрометр, результаты, полученные исследователями с помощью CCD спектрометра, анализировали с помощью ноутбука.

Новая аналитическая система может определять 15 металлов (Ba, Cs, Li, Rb, Cr, Sr, Eu, Yb, Mn, Fe, Cu, Mg, V, Al и Ga). Точность определения элементов, испускающих излучение с длиной волны более 400 нм, была сравнима с точностью определения обычных «стационарных» атомно-эмиссионных спектрометров, однако значительно снижается при попытке определения элементов, излучающих в интервале 250-400 нм. Для проведения анализа портативный атомно-эмиссионному спектрометру требуется лишь 20 мкл раствора образца.

Поскольку новый аналитический прибор может детектировать цезий и европий – два металла, радиоактивные изотопы которых могут применяться в составе так называемых «грязных» бомб, Джонс полагает, что разработанное в его группе устройство может использоваться для национальной безопасности. Также новый аналитический инструмент может оказаться полезным для исследователей из развивающихся стран, испытывающих недостаток в финансировании.

Источник: Anal. Chem., DOI: 10.1021/ac1027897

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #химическая криминалистика, #химическая технология