Evaluation of Deuterium and Zeeman Background Correction with the Presence of Spectral Interferences Determinations of Arsenic in an Aluminium Matrix and Selenium in an Iron Matrix by GFAAS

Význam tématu

V grafitové peci atomové absorpční spektrometrie (GFAAS) se často setkáváme s rušivým pozadím způsobeným molekulární absorpcí, rozptylem světla i vzácnými, avšak významnými spektrálními interferencemi. Korekce těchto interferencí je klíčová pro přesné stanovení stopových prvků v komplexních matricích, jako je hliník při měření arsenu nebo železo při určení selenu.

Cíle a přehled studie

Tento článek se zabývá komparativním hodnocením kontinuální deuterové (D2) a Zeemanovy korekce pozadí při stanovení arsenu v matrici hliníku a selenu v matrici železa. Klíčovým cílem bylo vymezit rozsah koncentrací matricového prvku, při nichž je každá korekce schopna potlačit spektrální interferenci a zajistit spolehlivé výsledky.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy proběhly na spektrometrech Agilent SpectrAA-880 s deuterovou korekcí a Agilent SpectrAA-880Z se Zeemanovým systémem. Oba přístroje byly vybaveny pecí GTA-100 a automatickým dávkovačem PSD-100. Příprava vzorků zahrnovala přípravu standardních roztoků Al a Fe (5–500 mg/L) a následné in-run přímé přidání spike o koncentraci 30 µg/L As nebo Se. Optimalizace teplotních programů zahrnovala kroky sušení, žíhání, atomizace a ochlazování s použitím Ni jako modifikátoru matrice.

Hlavní výsledky a diskuse

• Arsen v matrici Al
  – Deuterová korekce zajišťuje přesné výsledky jen při koncentracích Al do 20 mg/L; nad touto úrovní dochází k kladné odchylce (nárůst apparentní koncentrace As).
  – Zeemanova korekce poskytuje správné hodnoty As až do ~300 mg/L Al, nad tuto mez je nutné ředění vzorku nebo změna metodiky.
• Selen v matrici Fe
  – Deuterová korekce při peaku výšky signálu dovoluje stanovit Se v přítomnosti Fe až do 1000 mg/L, ale korekce plochy píku selhává kvůli negativnímu posunu základny.
  – Zeemanův systém korekce spolehlivě kompenzuje interferenci Fe v celém testovaném rozsahu, a to jak při měření výšky, tak plochy píku.

Přínosy a praktické využití metody

Výsledky ukazují, že volba vhodného systému korekce pozadí zásadně ovlivňuje spolehlivost stanovení stopových prvků v průmyslových a QA/QC aplikacích. Deuterová korekce je ekonomická a jednoduše implementovatelná, avšak omezená při silných spektrálních interferencích. Zeemanova korekce nabízí širší dynamický rozsah a lepší potlačení strukturovaného pozadí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj chemických či fyzikálních modifikátorů pro oddělení píků analyzátů a matricových prvků.
• Integrace pokročilých algoritmů korekce a umělé inteligence pro adaptivní nastavení podmínek měření.
• Rozšíření metodiky pro další matice a prvky v environmentálním a potravinářském průmyslu.

Závěr

Studie potvrdila, že při stanovení As v hliníkové matrici je Zeemanova korekce výrazně efektivnější než deuterová při vyšších koncentracích matrice. V případě Se v matrici Fe je vhodná volba závislá na preferovaném režimu vyhodnocení (peak height vs. peak area). Pro rutinní analýzy komplexních vzorků se Zeemanova korekce jeví jako univerzálnější nástroj.

Reference

1. Christian G. D. Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, 1986.
2. Knowles M., Vanclay E. Performance Issues in Choosing a Zeeman Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometer. Chemistry in Australia, 60(4):168, 1993.
3. Willard H. H., Merritt L. L., Dean J. A., Settle F. A. Instrumental Methods of Analysis. Wadsworth Publishing Company, 1981.
4. Frary B., Knowles M., Vanclay E. Unpublished Work, Agilent Technologies, 1993.