원자흡광광도법 (feat. 대한민국약전)
대한민국약전에서의 원자흡광광도법 설명은 아래와 같은데요. 정의와 작동원리, 구성, 적용분야 등을 알아보겠습니다.
원자흡광광도법 정의
원자흡광광도법(Atomic Absorption Spectroscopy, AAS)은 시료에 있는 특정 원소의 양을 측정하는 데 사용되는 분석 기술로, 원자(및 이온)가 특정한 고유 파장의 빛을 흡수할 수 있다는 원리를 이용합니다. 이 특정 파장의 빛이 제공되면 에너지(빛)가 원자에 의해 흡수되어 원자의 전자가 바닥상태에서 들뜬 상태로 이동합니다. 흡수된 빛의 양을 측정하면 시료 내의 원소 농도를 계산할 수 있습니다. 주로 용액 속의 금속 원소를 정량적으로 분석하는 데 활용되며, 매우 높은 감도와 선택성을 가지고 있어 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
원자흡광광도법 작동 원리
1. 원자화 과정 : 시료는 화염(Flame)이나 그라파이트로 된 전기로(Furnace)로 가열되어 원자 상태로 전환됩니다. 이 과정에서 시료는 증기로 변하고, 원자들이 자유 원자로 분리됩니다.
2. 광원 사용 : 특정 금속 원소의 특이적인 파장을 방출하는 광원이 사용됩니다. 일반적으로 공명파장을 방출하는 속이 빈 음극 램프(Hollow Cathode Lamp, HCL)가 광원으로 사용되며 원소에 따라 방출 램프(EDL)도 사용됩니다.
3. 흡광 측정 : 원자 상태의 금속 원소는 특정 파장을 흡수합니다. 시료가 흡수한 빛의 양(흡광도, Absorbance)을 측정하여 금속 농도를 계산합니다.
원자흡광광도법 구성
1. 광원 : 음극 램프(HCL) 또는 방출 램프(EDL)를 사용합니다.
2. 원자화 장치 : 화염(예: 아세틸렌-공기, 아세틸렌-산소) 또는 그라파이트로 구성된 전기로를 사용하며 일반적으로 화염 방식이 ppm 단위, 전기로 방식이 ppb 단위 농도로 검출합니다. 수은의 경우 냉증기방식으로 사용할 수 있습니다.
3. 광학 시스템 : 단색기(Monochromator)를 이용해 특정 파장의 빛을 선택할 수 있습니다. 특정 원소에 대해 높은 선택성을 나타냅니다.
4. 검출기 : 광전증배관(Photomultiplier Tube, PMT)으로 미세한 빛의 신호를 전기 신호로 변환합니다.
5. 데이터 처리 장치 : 신호를 증폭 및 분석하여 농도를 산출해 냅니다.
원자흡광광도법 적용분야
1. 환경 분석 : 물, 토양, 대기 중 중금속(예: 납, 수은, 카드뮴) 농도 측정.
2. 식품 산업 : 식품 내 미량의 미네랄 및 중금속 분석.
3. 의료 및 생화학 : 혈액, 소변 등 생체 시료에서 금속 이온 분석.
4. 금속 및 재료 공학 : 합금, 광석에서 금속 성분 분석.
원자흡광광도법 분석 팁
1. 기기 제조처 매뉴얼에 아래처럼 특정 원소의 추천 분석법과 파장, 그리고 측정범위가 나옵니다. 그리고 간섭(Interference)에 대한 내용도 제공하니 검체의 특성, 전처리에 참고해야 합니다.
2. 기기 가동 소프트웨어를 찾아보면 분석 원소의 파장에서의 특정 농도에서 예상되는 흡광도를 확인할 수 있습니다.(Agilent의 경우에는 cookbook)
소프트웨어에 표시된 이론 농도와 실제 흡광도를 비교하여 대략적으로 시험이 제대로 되었는지를 확인할 수 있습니다.
3. Furnace 방법의 경우에는 검체량이 미량(uL)이고 분석 조건 중 원자화가 마치 LC의 이동상 gredient 조건처럼 다양한 변수를 적용할 수 있으므로 제조처 매뉴얼이나 엔지니어 확인이
필요합니다.
원자흡광광도법을 마치며
원자흡광광도법에 대해 알아봤는데요. ICP(유도플라스마) 시험법에 비교했을 때 기기 가격이 저렴하고 특정 개별 원소에 대한 농도 확인에는 경쟁력이 있어서 실무적으로 많이 사용되고 있습니다.
해당 기기를 다루는데 경험+전문성이 요구되므로 지속적인 관심과 탐구능력 배양해 나가시길 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다.
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