SAA et spectroscopie d’émission atomique
La SAA et la spectroscopie d’émission atomique (SEA) sont normalement utilisées pour quantifier les éléments métalliques présents dans un spécimen. Un spécimen est dissous dans un solvant approprié. Un traitement chimique peut également être nécessaire si l’échantillon n’est pas soluble. Selon l’instrumentation exacte, la solution est aspirée dans une flamme ou une torche à plasma, qui transforme les analytes en atomes gazeux. Les spectromètres d’absorption atomique utilisent des lampes spécifiques à la mesure d’un seul élément métallique, ou des lampes multi-éléments spécifiques à un petit nombre d’éléments métalliques.
En utilisant la loi de Beer-Lambert, l’absorption de la lumière par l’échantillon à une longueur d’onde spécifique à ce métal donne une mesure de la quantité de ce métal présent dans l’échantillon. Notez que cette méthode donne une mesure de la quantité totale d’un métal spécifique présent, et qu’il n’y a aucune information sur la spéciation originale de cet élément métallique. L’AES est similaire à l’AAS à bien des égards, sauf que l’émission des atomes métalliques gazeux chauffés est mesurée.
Les principaux avantages de l’AAS et de l’AES pour le médecin légiste sont des limites de détection, une exactitude et une précision inégalées pour l’analyse élémentaire. Cependant, l’AAS et l’AES ne sont pas nécessairement les moyens les plus efficaces par lesquels un médecin légiste peut effectuer une analyse élémentaire. Premièrement, la spectroscopie atomique est destructive ; l’échantillon présenté pour analyse est généralement traité avec un acide très fort pour former une solution, puis aspiré de manière irréversible dans l’instrument. Deuxièmement, comme l’échantillon est homogénéisé par dissolution, la spectroscopie atomique ne peut fournir aucune information sur la distribution spatiale ou les composés présents dans le spécimen. Par exemple, on peut trouver dans un échantillon du Fe et du Cr. Bien que cela suggère que l’échantillon contient un alliage chrome-acier, on ne peut exclure la possibilité que du chromate de fer et du bichromate de fer soient présents, ou que l’échantillon contienne des granules de fer, de chrome, d’oxydes de fer, etc. Troisièmement, tout contaminant associé à l’échantillon sera digéré avec lui, et contribuera aux résultats. Quatrièmement, bien que les techniques de spectroscopie atomique aient des limites de détection très basses, elles ne sont souvent pas assez basses pour détecter les éléments traces dans les preuves. Cela est dû au fait que l’échantillon doit être transformé en une solution d’un volume relativement important (généralement 0,5 à 5 ml). Par conséquent, les éléments traces présents, par exemple, dans de petits éclats de verre ou de peinture donnent des solutions très diluées. Enfin, certaines techniques, comme la spectrométrie d’absorption atomique à la flamme, ne permettent que l’analyse séquentielle des éléments cibles ; un test analytique ne fournit des données que pour un seul élément. Comme il n’est pas possible de cribler un spécimen pour de nombreux éléments en un seul test, l’analyse n’est pas particulièrement efficace, notamment en ce qui concerne la consommation de spécimens.
Paradoxalement, étant donné les très faibles limites de détection de ces techniques, elles sont de la plus grande utilité dans l’analyse de spécimens relativement grands, et étant donné que la technique est destructive, les spécimens doivent être suffisamment grands pour permettre un sous-échantillonnage. Ces spécimens peuvent être des tissus humains pour l’analyse toxicologique, et des morceaux de verre, de peinture et de métaux de la taille d’un milligramme.
Une autre application importante de la spectroscopie atomique est l’analyse d’échantillons de poudre de drogues illicites. Les faibles limites de détection qui peuvent être atteintes permettent de détecter de nombreux éléments traces dans l’héroïne, par exemple. Il est possible d’identifier le pays d’origine de la drogue sur la base de la série d’éléments qu’elle contient.
Certains des principaux défauts de la spectroscopie atomique peuvent être corrigés par l’utilisation d’une source d’ablation laser. Dans cette technique, un faisceau laser est utilisé pour vaporiser de très petites quantités du spécimen qui sont ensuite balayées dans l’instrument, sans qu’il soit nécessaire de digérer le spécimen. Il est possible de permettre au faisceau laser de rester sur l’échantillon pendant un certain temps avant l’analyse, éliminant ainsi efficacement toute contamination de surface. Comme le faisceau laser peut être focalisé sur une petite taille de point, il est possible d’échantillonner et d’analyser des régions discrètes dans l’échantillon. Cela permet une certaine identification de la distribution spatiale des composés dans le spécimen. Enfin, le laser n’ablate qu’une infime partie du matériau, laissant le reste de l’échantillon intact pour une analyse ultérieure.