Técnica de análisis elemental

La investigación de elementos traza juega un papel importante en el monitoreo ambiental y el control de calidad industrial en los campos de alimentos, productos farmacéuticos, petroquímicos, geología y minería, medicina forense, estudios clínicos y generación de energía. Las técnicas generalmente aceptadas que proporcionan niveles aceptables de precisión y exactitud son la espectroscopia de absorción atómica, ICP-OES e ICP-MS. Este artículo analiza el alcance y las ventajas y desventajas de cada una de estas técnicas para ayudarlo a tomar una decisión a favor de la técnica adecuada para su análisis. Antes de discutir los pros y los contras de las técnicas individuales, intente responder las siguientes preguntas:

• Número de muestras a analizar
• Técnica de digestión de muestras requerida
• Qué elementos analizar y sus niveles de concentración
• Cantidad de muestra disponible para análisis
• Requisito de informar las proporciones isotópicas de las especies presentes
• Costos iniciales y costos por análisis
• Requerimientos especiales de entrenamiento para la operación y análisis de datos.

Se dará cuenta de que esta lista de verificación es exhaustiva y generalmente aplicable a la mayoría de las técnicas de análisis. Ahora continuaremos brindando pautas para la selección de técnicas basadas en sus requisitos específicos.

Espectroscopia de absorción atómica de llama

Beneficios

• Precio más bajo en comparación con ICP – OES e ICP – MS
• Técnica madura con una gran base de métodos establecidos.
• El tiempo de análisis por elemento es de unos 10 segundos.
• Rango de concentración sub-ppm – niveles de ppm
• Fácil de operar y no se requieren habilidades especializadas
• Costos operativos más bajos
• Puede manejar hasta un 5 % de muestras sólidas disueltas
• Requisito de tamaño de muestra de aproximadamente 5 a 8 ml

contras

• El análisis de los elementos es posible uno por uno.
• Solo una fracción de la muestra llega a la llama y el tiempo de residencia en la llama también es pequeño
• Rango dinámico lineal alrededor de \(10^3\). Se necesitarían diluciones para soluciones concentradas.
• El examen isotópico no es posible
• No es posible el funcionamiento sin supervisión

Espectroscopia de absorción atómica en el horno de grafito

Beneficios

• Mayor sensibilidad a niveles inferiores a ppb
• Bajo volumen de muestra requerido 0.2 – 1 ml
• Operación desatendida posible
• Puede manejar concentraciones más altas de sólidos disueltos hasta alrededor del 10%

contras

• Cuesta más que el AAS de llama e implica costos operativos adicionales
• El tiempo de análisis por elemento es más largo que el AAS de llama
• Más interferencias que llama AAS

ICP-OES

Beneficios

• Altos límites de detección de niveles sub-ppb - ppm
• Análisis simultáneo de más de 40 elementos en cada muestra por minuto
• Costo más alto que AAS de llama pero más bajo que ICP-MS
• Amplio rango dinámico lineal \(-10^6\)
• Operación desatendida posible
• Capacidad para manejar muestras con alto contenido de sólidos disueltos hasta un 20 %

contras

• Tiempo de análisis 1 – 5 min/muestra
• Más interferencias que llama AAS
• El examen isotópico no es posible

ICP-MS

Beneficios

• Es posible la detección de ultratrazas hasta niveles inferiores a ppt
• El rango dinámico lineal es más alto hasta \(10^8\)
• Análisis de elementos múltiples hasta aproximadamente 40 elementos al mismo tiempo que para el análisis ICP-OES
• Es posible investigar la proporción de isótopos
• Bajo consumo de volumen de muestra 0,02 – 2 ml/min

contras

• Mayores costos iniciales y costos operativos
• Solo puede manejar hasta un 0,2 % de sólidos disueltos
• Habilidades operativas especiales requeridas para obtener resultados de buena calidad.

En definitiva, como analista tendrás que decidir qué técnica es la idónea para tus aplicaciones, teniendo en cuenta la disponibilidad de presupuesto.