Esta puede ser una pregunta mixta de química y física, pero siempre me he preguntado qué métodos se utilizaron para determinar con precisión los niveles hasta cantidades mínimas de todos los minerales en los tejidos humanos. Sé que hay una fase de preparación de los tejidos, en la que estoy interesado aunque menos que en los detalles de los métodos y procesos de prueba finales reales para determinar esas cantidades de rastros de todos los minerales.
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La técnica analítica se llama espectroscopia de emisión óptica de plasma de acoplamiento inductivo. Fue inventada por el químico V. A. Fassel, aunque es física pura. El espécimen se digiere en un ácido, y se crea un fino spray. Ese "spray" se calienta a una temperatura, que es más alta que la de la superficie del Sol. La mayoría de los elementos de la tabla periódica emiten longitudes de onda específicas en ese plasma caliente - la emisión característica de cada elemento es como una huella digital. No todos los elementos pueden ser detectados fácilmente pero es muy bueno para los metales. Este es el análisis de minerales. El análisis orgánico es aún más complicado y es una historia aparte.
npinti
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Las técnicas basadas en el plasma acoplado inductivamente (ICP) son muy comunes para el análisis elemental. El objetivo de esos análisis es cuantificar los elementos presentes en una muestra. En mi opinión, lo mejor de todo esto es que no es necesario mantener la integridad de los compuestos moleculares a lo largo del análisis, ya que sólo nos preocupamos de los elementos que constituyen los compuestos moleculares.
Los ácidos comunes para las muestras en descomposición incluyen el HCl, $ \ce {HNO3}$ y HF. Para ciertas muestras, se utilizan combinaciones de ácidos. Los ácidos se descomponen por diferentes mecanismos; por ejemplo, se dice que el HCl es un "aglutinante complejo", y $ \ce {HNO3}$ es un ácido oxidante.
La temperatura extrema de un plasma de Argón hace que la muestra introducida se convierta en 1) vaporizada, 2) atomizada y 3) ionizada. Los iones finales pueden ser detectados de diferentes maneras, y creo que las dos técnicas más comunes son la Espectroscopia de Emisión Óptica (OES) y la Espectroscopia de Masas (MS).
El ICP-OES se basa en la detección de la emisión característica de los átomos ionizados. Se utilizan sistemas de detección de muy alta resolución para diferenciar entre todas las diferentes líneas de emisión. Normalmente se utilizan unas pocas líneas de detección comunes para cada ión, elegidas cuidadosamente para minimizar cualquier superposición con las líneas de emisión cercanas.
La ICP-MS es diferente, y existen muchas técnicas diferentes de EM. Algunos métodos de detección comunes utilizados en el análisis elemental son el "sector magnético" y el "filtro de masa de cuatro polos". Independientemente del método utilizado, el objetivo es separar físicamente los iones en función de su relación masa/carga (m/z). Por ejemplo, con los instrumentos de sector magnético, los iones son guiados hacia un campo magnético. Dependiendo de la relación m/z, su trayectoria se verá afectada en diferente medida, y los iones terminan en diferentes detectores en función del desplazamiento de sus trayectorias. En este caso, usted debe estar al tanto de cualquier ión poliatómico que resulte tener la misma relación m/z que el ión que le interesa, ya que eso interferirá con sus mediciones. Por ejemplo, una interferencia común a $^{107} \ce {Ag+}$ es la politómica $[^{91} \ce {Zn}^{16} \ce {O}]^+$ . Como puede ver, tener una idea de lo que hay en su muestra puede ayudarle a seleccionar la mejor manera de cuantificar lo que le interesa.
Por lo tanto, es muy probable que estas técnicas se utilicen en el tipo de análisis que usted ha mencionado, especialmente si se necesitan límites de detección extremadamente bajos (hasta partes por billón o incluso partes por trillón).
workmad3
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Análisis de activación de neutrones es una técnica que puede utilizarse para la cuantificación de minerales traza en una muestra.
Comienza irradiando tu muestra en un pequeño reactor nuclear experimental. Estos eran más comunes en los años 60 y 70 que en la actualidad. Los neutrones lentos son absorbidos por muchos isótopos diferentes, convirtiéndolos en especies radioactivas. La muestra se saca del reactor y se pone delante de un espectrómetro de rayos gamma de alta resolución.
De Wikipedia:
El NAA puede detectar hasta 74 elementos dependiendo del procedimiento experimental, con límites mínimos de detección que van de 0,1 a 1x106 ng g-1 dependiendo del elemento que se esté investigando. Los elementos más pesados tienen núcleos más grandes, por lo que tienen una mayor sección transversal de captura de neutrones y es más probable que se activen. Algunos núcleos pueden capturar una serie de neutrones y permanecer relativamente estables, sin sufrir transmutación o decadencia durante muchos meses o incluso años. Otros núcleos decaen instantáneamente o sólo forman isótopos estables y sólo pueden ser identificados por el PGNAA.
