В мире химии

Атомно-эмиссионый спектрометр готов к полевой работе

8 апреля 2016

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

В мире химии

Другие новости

13 декабря 2015 Откуда в нашей галактике плутоний?

Группа исследователей из Еврейского Университета в Иерусалиме предлагает решение так называемой галактической загадки радиоактивного плутония. Весь плутоний, который в настоящее время применяется на Земле для нужд ядерной энергетики, получается искусственным...


27 августа 2014 Физики проливают свет на реакции сверххолодных атомов

Открытие, сделанное физиками из Университета Канзаса, поможет исследователям с высокой точностью предсказывать то, что ранее считалось непредсказуемым. Юцзюнь Ван (Yujun Wang) и Пол Джульен (Paul Julienne) провели теоретическое исследование, направленное...


23 августа 2013 Новый способ разделения смеси металлофуллеренов

Новый метод использует слабые кислоты Льюиса для отделения металлофуллеренов от синтетической сажи. Металлофуллерены представляют собой молекулы – аналоги бакиболов, в которых инкапсулированы металлы или металлические кластеры. Некоторые химики считают, что...