Spectrophotométrie d'absorption atomique (SAA) - Principe et applications

SPECTROPHOTOMETRIE
D'ABSORPTION ATOMIQUE
(SAA)
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• Plan
• Définition
• Principe
• Appareillage
• Bonne pratique
• Application en biochimie clinique
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Définition
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Définition
• Technique de mesure basée sur le comptage des atomes restés à
l’état fondamental dans une prise d’essai transformée en vapeur
atomique par action d’une flamme ou d’un four
• Une radiation lumineuse absorbable par les atomes de l’élément à
doser subit une diminution d’intensité proportionnelle au nombre de
ces atomes selon la loi de Beer Lambert
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Principe
• Repose sur la loi de KIRCHHOFF:
<< Un corps soumis à certaines conditions d'excitation, ne peut
émettre que les radiations qu'il est susceptible d'absorber dans les
même conditions >>
• En effet un atome peut absorber les radiations qu’il est capable
d’émettre (raies de resonnance)
• Les seules raies qui puissent être absorbées sont celles qui, dans le
processus d'émission, aboutissent au niveau d'énergie le plus bas (raies
de résonance)
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Principe
• Un atome peut absorber les radiations qu’il est capable d’émettre
• Deux (02) étapes:
➢Production d’une vapeur atomique de l’élément métallique à
doser. Les atomes en nombre N sont à l’état fondamental Nf et
un petit nombre à l’état excité Ne émet un rayonnement
caractéristique du métal*
➢Production par une source lumineuse appropriée du même
rayonnement de fréquence qui traverse l’ensemble Nf avec une
intensité incidente Io
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Principe
• La diminution de l’intensité I du rayonnement transmis
est proportionnelle à Nf selon la loi de Beer Lambert
k est le coefficient d’absorption qui est une constante pour une
espèce absorbante et une transition données,
NB: les atomes excités ne participent pas au dosage et on cherche
en produire le moins possible
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APPAREILLAGE
➢Composants d’un spectrophotomètre à absorption atomique:
1. Source de lumière:
Les lampes à cathode creuse sont, pour la plupart des éléments
analysables par absorption atomique, d’excellentes sources lumineuses
Lampe à cathode creuse
Lampe constitué de: d’un cylindre creusé à l’une de ses extrémités
et fait du métal dont on veut produire le spectre d’émission, la
cathode
;
d’une anode ; d’une enceinte scellée en verre remplie d’argon (Ar)
ou de néon (Ne) à basse pression
APPAREILLAGE
• Les lampes à décharge sont utilisées lorsqu’il n’y a pas de lampe à cathode
creuse pour un élément particulier ( métaux volatiles).
• La lampe en elle-même est constituée d’une ampoule scellée en quartz dans
laquelle se trouve une petite quantité d’élément sous forme de métal ou de sel.
APPAREILLAGE
2. La modulation du faisceau lumineux:
• Le faisceau lumineux issu d’une lampe à cathode creuse doit être modulé
de manière à réaliser
• une amplification sélective du signal ; il ne faut pas amplifier les signaux
qui ne proviendraient pas de la lampe.
• Ceci peut être fait de manière mécanique à l’aide d’un disque animé d’un
mouvement de rotation ou de manière électronique en modulant le
courant alimentant la lampe
APPAREILLAGE
3. Dispositif thermique:
• il est nécessaire d’apporter une énergie thermique importante pour réduire
les éléments à l’état atomique ; c’est cette énergie thermique qui rompt les
liaisons des molécules.
4. Le monochromateur:
• Le monochromateur sert à sélectionner une bande étroite de longueur
d’onde au centre de laquelle se trouve la raie d’absorption de travail
• Il est constitué de miroirs et d’un réseau
APPAREILLAGE
APPAREILLAGE
➢Avantages:
• sensibilité(1-5 pmol/L) comparable l’électrochimie, polarographie et
voltamétrie
• une
méthode
essentiellement
d'analyse
quantitative
mieux
à
la
détermination des traces
• grande spécificité(c’est la raie de résonance du métal qui est mesurée),
influence négligeable de la composition du milieu analysé,
APPAREILLAGE
➢ Inconvénients:
• appareil sophistiqué, onéreux par rapport au photomètre de flamme
nécessité
d'utiliser
caractéristique,
pour
chaque
élément
à
doser
une
source
APPAREILLAGE
➢Interférences
1. Les interférences spectrales: Les fours en graphite portés à très haute
température émettent un rayonnement thermique qui s’ajoute à celui de
la lampe.
2. Lors d’une analyse, on ne peut évaluer que le nombre ou la
concentration des atomes libres.
APPAREILLAGE
3. Interférences ioniques :
• L’ionisation dans une flamme des atomes libres a pour effet de réduire
l’intensité d’émission en émission
de
flamme
et
l’absorption
en
spectrométrie d’absorption atomique.
• Il est donc nécessaire que les possibilités d’ionisation soient les plus
faibles possible
Appareillage
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Applications en biochimie clinique
• Dosage des oligoéléments : Fer, Mg, Cu, Zn…
• Toxiques: Pb, Al, Co…
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