14.7 : Atomabsorptionsspektroskopie: Interferenz

Interferenzen führen zu systematischen Fehlern bei Atomabsorptionsmessungen (AA), indem sie das analytische Signal oder den Hintergrund verstärken oder abschwächen. Diese Interferenzen können in drei Hauptkategorien eingeteilt werden: spektrale Interferenzen, chemische Interferenzen und physikalische Interferenzen.

Spektrale Interferenzen treten auf, wenn sich die Signale anderer Elemente oder Moleküle mit dem Analytsignal überlappen und die Absorption des Analyten fälschlicherweise erhöhen oder maskieren. Diese Interferenz kann mit Zeeman-, Smith-Hieftje- oder Deuterium-Hintergrundkorrekturmethoden korrigiert werden.

Die Zeeman-Korrekturmethode verwendet ein Magnetfeld, um die Absorptionslinie in drei polarisierte Komponenten aufzuspalten: zwei σ (verschoben) und eine π (unverschoben). Die Absorptionen des Analyten und die des Hintergrunds werden durch den Wechsel des Magnetfelds separat gemessen, was die Genauigkeit in komplexen Matrizen verbessert.

Bei der Smith-Hieftje-Korrekturmethode wird eine Hohlkathodenlampe (HCL) mit hohen Strömen gepulst, wodurch die Emissionslinie breiter wird und eine Selbstumkehr erfährt, wobei die zentrale analytische Linie abnimmt. Dies führt zu einer starken Emission auf beiden Seiten der Linie, die vom Hintergrund absorbiert wird. Die Absorption wird unter normalen und unter Hochstrombedingungen gemessen, wodurch eine Unterscheidung zwischen Analyt- und Hintergrundsignalen möglich ist. Obwohl nur eine einzige Lichtquelle erforderlich ist, nimmt die Empfindlichkeit der Methode ab, insbesondere wenn die Selbstumkehr unzureichend ist oder die Wiederherstellung zu langsam ist.

Die Deuterium-Hintergrundkorrekturmethode (D_2) verwendet eine D_2-Lampe als breitbandige Lichtquelle, um die Hintergrundabsorption in der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) zu korrigieren. Ein rotierender Spiegel wechselt zwischen der schmalbandigen Hohlkathodenlampe (HCL) und der breitbandigen D_2-Lampe. Die D_2-Lampe misst die Hintergrundabsorption über einen breiten Wellenlängenbereich, während die HCL die Absorption von Analyt und Hintergrund bei einer bestimmten Wellenlänge misst. Aus der Differenz zwischen den beiden Signalen wird die Absorption des Analyten isoliert. Obwohl sie kostengünstig ist, mangelt es an Präzision bei hochgenauen Messungen.

Darüber hinaus können hochauflösende Spektrometer spektrale Interferenzen durch überlappende Spektrallinien minimieren. Manchmal kann der Analyt vor der Analyse wiederholt mit einem Lösungsmittel extrahiert werden.

Chemische Interferenzen treten auf, wenn die unerwünschten Matrixkomponenten mit dem Analyten interagieren und die Atomisierungseffizienz verringern. Ein chemischer Modifikator, wie z. B. ein Trennmittel oder ein Komplexbildner, kann der Probe hinzugefügt werden, um die Zerstäubung zu verbessern oder die Bildung störender Verbindungen zu verhindern. Zu den üblichen chemischen Interferenzen gehören Interferenzen aufgrund von Ionisierung und Bildung feuerfester Verbindungen.

Elemente oder Verbindungen, die bei derselben Temperatur wie der Analyt ionisieren, können dessen Ionisierung verändern. Die Ionisierung kann durch Zugabe eines Überschusses einer Lösung unterdrückt werden, die ein Element enthält, das leichter ionisiert, wodurch die Ionisierung des Analyten unterdrückt wird.

Darüber hinaus können chemische Reaktionen zwischen dem Analyten und anderen Spezies in der Probenmatrix nichtflüchtige Verbindungen bilden, die sich nicht leicht atomisieren lassen. Dies behindert die Bildung freier Atome für die Absorption. Solche Interferenzen werden durch die Zugabe eines chemischen Konkurrenten oder die Verwendung sehr hoher Temperaturen vermieden.

Kalibrierungsstandards können mit einer Probenmatrix hergestellt werden, die den echten Proben ähnlich ist, was dazu beiträgt, chemische Interferenzen, die von der Matrix herrühren, auszugleichen.

Physikalische Interferenzen, die durch nicht-chemische Faktoren wie Schwankungen des Gasdurchsatzes oder der Flammentemperatur entstehen, beeinträchtigen den Vernebelungs- oder Atomisierungsprozess. Diese Interferenzen können durch die Verwendung interner Standards oder die Verdünnung der Probe behoben werden. Die Modifizierung der Probenmatrix und die Herstellung von Kalibrierstandards mit einer ähnlichen Matrix können physikalische Störungen weiter reduzieren.