High-resolution continuum-source atomic absorption spectrometry: what can we expect?

Abstract

Um novo conceito instrumental vem sendo desenvolvido para espectrometria de absorcao atomica (AAS), usando como fonte de radiacao uma lâmpada de xenonio de alta intensidade, um monocromador double-echelle e um dispositivo com arranjo de carga acoplada como detector, permitindo uma resolucao de ~2 pm por pixel. Entre as principais vantagens do sistema estao: i) uma melhora na razao sinal/ruido devido a elevada intensidade da fonte de radiacao, resultando em melhor precisao e limites de deteccao; ii) pelo mesmo motivo, nao ha mais linhas “fracas”, portanto raias secundarias podem ser usadas sem comprometimentos; iii) novos elementos podem ser determinados, para os quais fontes de radiacao ainda nao sao disponiveis; iv) toda a regiao espectral nas vizinhancas da raia analitica torna-se “visivel”, possibilitando muito mais informacoes do que as obtidas por instrumentos convencionais de AAS; v) a deteccao com arranjo de carga acoplada permiti uma correcao simultânea real da radiacao de fundo nas proximidades da raia analitica; vi) o software possibilita a armazenagem de espectros de referencia, por exemplo, de espectro de absorcao molecular com estruturas rotacionais finas, e a subsequente subtracao deste do espectro de uma amostra , usando-se o algoritmo dos minimos quadrados, sendo assim possivel a correcao de fundo estruturado mesmo sob a raia analitica; vii) embora ainda nao disponivel, se um detector bidimensional apropriado for usado o sistema permitira em AAS medidas simultâneas multielementares, pratica comum em espectrometria de emissao otica; (viii) finalmente, experimentos preliminares vem indicando que o novo instrumental podera resultar em um melhor desempenho analitico na determinacao de elementos traco em matrizes complexas. A new instrumental concept has been developed for atomic absorption spectrometry (AAS), using a high-intensity xenon short-arc lamp as continuum radiation source, a high-resolution doubleechelle monochromator and a CCD array detector, providing a resolution of ~2 pm per pixel. Among the major advantages of the system are: i) an improved signal-to-noise ratio because of the high intensity of the radiation source, resulting in improved photometric precision and detection limits; ii) for the same reason, there are no more ‘weak’ lines, i.e. secondary lines can be used without compromises; iii) new elements might be determined, for which no radiation source has been available; iv) the entire spectral environment around the analytical line becomes ‘visible’, giving a lot more information than current AAS instruments; v) the CCD array detector allows a truly simultaneous background correction close to the analytical line; vi) the software is capable of storing reference spectra, e.g. of a molecular absorption with rotational fine structure, and of subtracting such spectra from the spectra recorded for a sample, using a least squares algorithm; vii) although not yet realized, the system makes possible a truly simultaneous multi-element AAS measurement when an appropriate two-dimensional detector is used, as is already common practice in optical emission spectrometry; vii) preliminary experiments have indicated that the instrumental concept could result in a more rugged analytical performance in the determination of trace elements in complex matrices.