AAS och atomemissionsspektroskopi
AAS och atomemissionsspektroskopi (AES) används normalt för att kvantifiera metalliska element som finns i ett prov. Ett prov löses upp i ett lämpligt lösningsmedel. Kemisk behandling kan också krävas om provet inte är lösligt. Beroende på det exakta instrumentet sugs lösningen in i en flamma eller plasmabrännare, som omvandlar analyterna till gasformiga atomer. Atomabsorptionsspektrometrar använder lampor som är specifika för mätning av ett enda metalliskt element, eller multielementlampor som är specifika för ett litet antal metalliska element.
Med hjälp av Beer-Lambert-lagen ger provets absorbans av ljus vid en våglängd som är specifik för den metallen ett mått på mängden av den metallen i provet. Observera att denna metod ger ett mått på den totala mängden av en specifik metall som finns, och att det inte finns någon information om den ursprungliga speciationen av det metalliska elementet. AES liknar AAS i många avseenden, förutom att man mäter emissionen från de upphettade gasformiga metallatomerna.
De främsta fördelarna med AAS och AES för den kriminaltekniska forskaren är oöverträffade detektionsgränser, noggrannhet och precision för elementaranalys. AAS och AES är dock inte nödvändigtvis de mest effektiva sätten för en kriminaltekniker att utföra elementaranalyser. För det första är atomspektroskopi destruktiv; det prov som presenteras för analys behandlas vanligen med en mycket stark syra för att bilda en lösning och sugs sedan in i instrumentet på ett irreversibelt sätt. För det andra, eftersom provet homogeniseras genom upplösning, kan atomspektroskopi inte ge någon information om den rumsliga fördelningen eller om de föreningar som finns i provet. Ett prov kan t.ex. innehålla Fe och Cr. Även om detta tyder på att provet innehåller en kromstållegering, kan man inte utesluta att järnkromat och järndikromat förekommer, eller att provet kan innehålla granulat av järn, krom, järnoxider osv. För det tredje kommer alla föroreningar som är förknippade med provet att smältas tillsammans med provet och bidra till resultaten. För det fjärde, även om atomspektroskopiska tekniker har mycket låga detektionsgränser, är de ofta inte tillräckligt låga för att upptäcka spårämnen i bevismaterial. Detta beror på att provet måste göras till en lösning av relativt stor volym (vanligtvis 0,5-5 ml). Spårämnen i t.ex. små glasbitar eller färg ger därför mycket utspädda lösningar. Slutligen tillåter vissa tekniker, t.ex. flam-AAS, endast sekventiell analys av målelement; ett analytiskt test ger data för endast ett element. Eftersom det inte är möjligt att undersöka ett prov för många grundämnen i ett enda test är analysen inte särskilt effektiv, särskilt när det gäller provförbrukningen.
Paradoxalt nog, med tanke på de mycket låga detektionsgränserna för dessa tekniker, är de mest användbara vid analys av relativt stora prov. Eftersom tekniken är destruktiv måste proverna vara tillräckligt stora för att möjliggöra delprovtagning. Sådana prover kan vara mänsklig vävnad för toxikologisk analys och milligramstora bitar av glas, färg och metaller.
En annan stark tillämpning av atomspektroskopi är analysen av prover av pulver av illegala droger. De låga detektionsgränser som kan uppnås gör det möjligt att upptäcka många spårämnen i till exempel heroin. Det är möjligt att identifiera drogens ursprungsland på grundval av den serie grundämnen som den innehåller.
Några av de stora bristerna med atomspektroskopi kan avhjälpas genom användning av en laserablationskälla. I denna teknik används en laserstråle för att förånga mycket små mängder av provet som sedan sveps in i instrumentet, utan att provet behöver smältas upp. Det är möjligt att låta laserstrålen stanna kvar på provet under en viss tid före analysen, vilket effektivt avlägsnar all ytkontaminering. Eftersom laserstrålen kan fokuseras till en liten punktstorlek är det möjligt att ta prov på och analysera diskreta områden i provet. Detta gör det möjligt att i viss mån identifiera den rumsliga fördelningen av föreningar i provet. Slutligen ablaterar lasern endast en liten mängd material och lämnar resten av provet intakt för vidare analys.