اجزای هر دستگاه جذب اتمی شامل:

• منبع نور اولیه که معمولاً لامپ کاتد توخالی (HCL) یا لامپ تخلیه بدون الکترود (EDL)
• منبع اتم ساز برای تبدیل نمونه به اتم‌های آزاد
• تک‌فام‌ساز (Monochromator) برای جداسازی طول‌موج مشخص نور
• آشکارساز (Detector) برای اندازه‌گیری دقیق نور

منبع اتم ساز در دستگاه جذب اتمی به دو صورت استفاده از شعله و کوره انجام می شود.

طیف سنجی جذب اتمی شعله و کوره چیست؟

اسپکتروسکوپی یا طیف سنجی جذب اتمی یک تکنیک برای تعیین و شناسایی عنصرهای یک آنالیت بر اساس اصل جذب نور توسط اتم‌های آزاد آن می باشد.

جذب اتمی شعله زمانی رخ می‌دهد که یک اتم در حالت پایه ی خود، انرژی را به‌صورت نور با طول‌موج مشخص جذب کرده و به حالت برانگیخته منتقل شود. میزان انرژی نوری جذب‌شده در طول‌موج مشخص متناسب با افزایش تعداد اتم‌های عنصر موردنظر در مسیر نور، افزایش می‌یابد. رابطه ی مستقیم بین مقدار نور جذب‌شده و غلظت آنالیت‌، امکان تعیین غلظت نمونه‌های مجهول را از طریق اندازه‌گیری مقدار نور جذب‌شده فراهم می‌کند.

• نحوه تولید اتم‌ های آزاد در تکنیک شعله

منبع انرژی موردنیاز برای تولید اتم‌های آزاد از نمونه، معمولاً گرما است که رایج‌ترین آن شعله ای است که توسط سوخت و اکسیدان هوا/استیلن یا نیتروز اکساید/استیلن می باشد. نمونه به‌صورت آئروسل (ذرات معلق) از طریق سیستم تزریق نمونه، شامل یک نبولایزر (Nebulizer) و محفظه اسپری (Spray Chamber)  وارد شعله می‌شود. سر مشعل (Burner Head) در موقعیتی تنظیم می‌شود که پرتوی نور از میان شعله عبور کند و فرآیند جذب نور دقیق انجام شود.

• نحوه تولید اتم‌های آزاد در تکنیک کوره

در روش طیف سنجی جذب اتمی با کوره گرافیتی (Graphite Furnace Atomic Absorption – GFAA)، نمونه به‌طور مستقیم درون یک لوله گرافیتی قرار می گیرد و طی یک سری مراحل برنامه‌ریزی‌شده حرارتی، حلال و اجزای ماتریکس نمونه حذف شده و نمونه باقی‌مانده اتمیزه می‌شود.

مقایسه اتم ساز کوره و شعله در دستگاه جذی اتمی

• در روش کوره، تمامی آنالیت اتمیزه شده و اتم‌ها برای مدت طولانی‌تری درون لوله گرافیتی و مسیر نور باقی می‌مانند.
• در سیستم کوره افزایش قابل‌توجه حساسیت و بهبود حد تشخیص در مقایسه با روش شعله را خواهیم دید.
• امکان آنالیز نمونه‌های با حجم بسیار کم در حد میکرولیتربا دقت بالا در سیستم کوره وجود دارد.
• تمامی عناصر در کوره قابل شناسایی نمی باشد.

معیارهای مهم در انتخاب تکنیک مناسب برای آنالیز نمونه در دستگاه جذب اتمی:

برای تعیین بهترین روش، باید معیارهای زیر در نظر گرفته شوند:

• حد تشخیص (Detection Limits)

حد تشخیص به کمترین مقدار از یک عنصر گفته می‌شود که یک دستگاه آنالیزی می‌تواند با دقت و صحت قابل‌قبولی عنصر را شناسایی کند. این عامل یکی از مهم‌ترین معیارها در انتخاب روش مناسب برای آنالیز عناصر مختلف است. برای انتحاب روش مناسب سیستم اتم ساز باید به این فاکتور توجه ویژه داشته باشیم.

محدوده ی حد تشخیص برای  تکنیک شعله معمولاً از ppm  تا ppb متغیر است که بستگی به عنصر دارد. در کوره گرافیتی حد تشخیص پایین ترو حساسیت بالاتری از شعله می باشد و در محدوده ی ppb تا ppt قرار دارد.

• محدوده کاری تحلیلی (Analytical Working Range)

محدوده کاری تحلیلی به محدوده ای از غلظت اشاره دارد که یک تکنیک می‌تواند در آن، مقدار یک عنصر را با دقت و صحت قابل‌قبول اندازه‌گیری کند.

• توان عملیاتی نمونه (Sample Throughput)

توان عملیاتی نمونه به تعداد نمونه‌هایی که یک متد یا روش می‌تواند در یک بازه زمانی مشخص آنالیز کند، اشاره دارد.

• کیفیت داده‌ ها (Data Quality)

این معیار برای اطمینان از اینکه نتایج به دست آمده دقیق، قابل تکرار و بدون خطا هستند، حیاتی است.

• هزینه (Cost)
• تداخل‌ها (Interferences)

عواملی که ممکن است در روند آنالیز به اشتباه در اندازه‌گیری یا تحلیل داده‌ها تأثیر بگذارند. این تداخل‌ها می‌توانند از منابع مختلفی مانند ترکیبات شیمیایی موجود در نمونه یا ماتریکس نمونه، شرایط محیطی یا حتی تجهیزات استفاده‌شده ناشی شوند. در هر روش اسپکتروسکوپی، نوع و شدت تداخل‌ها می‌تواند متفاوت باشد.

• سهولت استفاده (Ease-of-Use)
• دسترسی به روش‌های اثبات‌شده (Availability of Proven Methodology)

مقایسه دو روش شعله و کوره در دستگاه جذب اتمی

در جدول زیر مقایسه دو روش شعله و کوره در دستگاه جذب اتمی آورده شده است: