AAS y Espectroscopia de Emisión Atómica
El AAS y la espectroscopia de emisión atómica (AES) se utilizan normalmente para cuantificar los elementos metálicos presentes en una muestra. La muestra se disuelve en un disolvente adecuado. También puede ser necesario un tratamiento químico si la muestra no es soluble. Dependiendo de la instrumentación exacta, la solución se aspira en una llama o antorcha de plasma, que convierte los analitos en átomos gaseosos. Los espectrómetros de absorción atómica utilizan lámparas que son específicas para la medición de un solo elemento metálico, o lámparas multielemento que son específicas para un pequeño número de elementos metálicos.
Usando la ley de Beer-Lambert, la absorbencia de la luz por la muestra a una longitud de onda que es específica para ese metal da una medida de la cantidad de ese metal presente en la muestra. Tenga en cuenta que este método da una medida de la cantidad total de un metal específico que está presente, y que no hay información sobre la especiación original de ese elemento metálico. El AES es similar al AAS en muchos aspectos, excepto que se mide la emisión de los átomos metálicos gaseosos calentados.
Las principales ventajas del AAS y el AES para el científico forense son los insuperables límites de detección, la exactitud y la precisión del análisis elemental. Sin embargo, el AAS y el AES no son necesariamente los medios más eficaces por los que un científico forense puede llevar a cabo el análisis elemental. En primer lugar, la espectroscopia atómica es destructiva; la muestra que se presenta para el análisis suele tratarse con un ácido muy fuerte para formar una solución, y luego se aspira irreversiblemente en el instrumento. En segundo lugar, dado que la muestra se homogeneiza por disolución, la espectroscopia atómica no puede aportar ninguna información sobre la distribución espacial o los compuestos presentes en la muestra. Por ejemplo, una muestra puede contener Fe y Cr. Aunque esto sugiere que la muestra contiene una aleación de cromo y acero, no se puede descartar la posibilidad de que haya cromato de hierro y dicromato de hierro, o que la muestra contenga gránulos de hierro, cromo, óxidos de hierro, etc. En tercer lugar, cualquier contaminante asociado a la muestra será digerido junto con ella y contribuirá a los resultados. En cuarto lugar, aunque las técnicas espectroscópicas atómicas tienen límites de detección muy bajos, a menudo no son lo suficientemente bajos como para detectar elementos traza en las pruebas de rastreo. Esto se debe a que la muestra debe convertirse en una solución de volumen relativamente grande (normalmente 0,5-5 ml). En consecuencia, los oligoelementos presentes, por ejemplo, en pequeños trozos de vidrio o pintura, dan lugar a soluciones muy diluidas. Por último, algunas técnicas, como el AAS de llama, sólo permiten el análisis secuencial de los elementos objetivo; una prueba analítica proporciona datos con respecto a un solo elemento. Como no es posible analizar un espécimen para muchos elementos en una sola prueba, el análisis no es particularmente eficiente, especialmente en lo que respecta al consumo del espécimen.
Paradójicamente, dados los límites muy bajos de detección de estas técnicas, son de mayor utilidad en el análisis de especímenes relativamente grandes, y dado que la técnica es destructiva, los especímenes deben ser lo suficientemente grandes para permitir el submuestreo. Dichas muestras podrían ser tejidos humanos para análisis toxicológicos y trozos de vidrio, pintura y metales del tamaño de un miligramo.
Otra aplicación importante de la espectroscopia atómica es el análisis de muestras de polvo de drogas ilícitas. Los bajos límites de detección que se pueden alcanzar permiten detectar muchos oligoelementos en la heroína, por ejemplo. Es posible identificar el país de origen de la droga basándose en el conjunto de elementos que contiene.
Algunas de las principales deficiencias de la espectroscopia atómica pueden subsanarse mediante el uso de una fuente de ablación láser. En esta técnica, se utiliza un rayo láser para vaporizar cantidades muy pequeñas de la muestra que luego se barren en el instrumento, sin necesidad de digerir la muestra. Es posible dejar que el rayo láser permanezca en la muestra durante algún tiempo antes del análisis, con lo que se elimina eficazmente cualquier contaminación superficial. Como el rayo láser puede enfocarse a un tamaño de punto pequeño, es posible tomar muestras y analizar regiones discretas dentro de la muestra. Esto permite una cierta identificación de la distribución espacial de los compuestos dentro de la muestra. Por último, el láser ablaciona sólo una pequeña cantidad de material, dejando el resto de la muestra intacta para su posterior análisis.