Laser bidezko ablazioaren egungo egoera eta aplikazioak

Nagore Grijalba, Fanny Claverie, Ariane Donard, Hélène Tabouret, Christophe Pecheyran, Nora Unceta, Mª Aránzazu Goicolea, Ramón J. Barrio

80ko hamarkadaz geroztik, laser bidezko ablazioa eta akoplamendu induktibozko plasma-masa espektrometria (LA-ICPMS) konbinatzen dituen teknika analitikoa sakonki ikertu eta garatu da eta, gaur egun, lagin solidoen analisi elemental zein isotopiko zuzena egiteko erreferentziazko teknikan bilakatu da. Izan ere, ikerketa ugari egin dira teknikaren oinarriak hobeto ulertzeko (laser-materia elkarrekintza, aerosolen sorrera eta kuantifikazio metodoak, besteak beste) eta lagin solidoen mikro-laginketa ahalbidetzeko asmoz.

Teknikaren funtsa sinplea da: lagina hermetikoki itxita dagoen gelaxka batetan kokatzen da. Pultsu laburreko eta energia handiko laser izpi bat laginaren gainazalean fokatu eta partikulak, atomoak, ioiak eta elektroiak erauzten ditu. Gas inerte batek (He edo Ar) gelaxka zeharkatu eta ICPMS-era garraiatzen ditu. Bertan, aerosola lurrundu, atomizatu eta ionizatu ondoren sortzen diren ioi positiboak masa espektrometroan analizatzen dira.

Hortaz, laserrak lagin solidoaren analisi zuzena ahalbidetzen du, aurretratamendurik gabe eta analisi denbora nabarmenki murrizten da. Ezaugarri bereizgarrienak hauexek dira: erabilpen erraza, analisi denbora laburra, laginari eragindako kalte urriak, sentsibilitate handia eta elementu nagusi zein minoritarioen eta ratio isotopikoen aldibereko neurketa ahalbidetzen duen tarte dinamiko zabala.

Hala ere, teknika honek zehaztasunean eragina duten desabantailak ditu. Alde batetik, laginak oso homogeneoak ez badira, analisiaren adierazgarritasuna bermatzeko sakonera edota gainazal handiagoak analizatu behar dira laserraren diametroa, energia eta abiadura areagotuz. Bestalde, zatikatze elementala (edo elemental fractionation) laginaren matrizearen izaeraren arabera gertatu daiteke (matrize efektua, hain zuzen) eta honek kuantifikazioan eragina izan dezake. Horregatik, laginak berak kuantifikazioan eragin ditzakeen desbiderapenak zuzentzeko laginaren antzerako konposizioa duten erreferentziazko materialak erabiltzen dira (matrix-matching).

Alan Gray-ek, 1985. urtean, laser bidezko ablazioa garatu zuenetik teknikaren oinarriak ez dira asko aldatu. Hala ere, burututako hobekuntzek (laser pultsuen iraupenean eta egonkortasunean, uhin-luzeran, laser izpiaren bide optikoan eta aerosolaren garraioan eragina dutenak, batez ere) teknikaren aplikazioak ugaritu dituzte eta gaur egun laser bidezko ablazioa erreferentziazko teknika bilakatu da kimika analitikoaren esparruan lagin konplexuen (material geokimikoak, geruza anizkoitzeko laginak, ingurune-laginak eta lagin biologikoak, artelanak, arkeologia piezak eta harribitxiak, esaterako) analisi mikroskopikoa egiteko.

Teknika honen egungo egoeraz jabetzeko ondorengo puntako aplikazioak bereiz daitezke bai biologian eta ingurumenean, osasunean, geokimikan zein auzitegi zientzien alorretan:

i) Arrain espezieen populazioaren kontrola eta habitaten kalitatearen neurketa otolitoen eta hegats-hezurren analisiaren bidez.

ii) Psikiatriako, neurologiako eta onkologiako medikuntzaren adarretan egindako aurrerapenak zenbait gaixotasunetan eragiten duten metalen identifikazioaren bidez.

iii) Petrolio gordinaren jatorriaren ziurtapena eta kalitatearen ebaluazioa.

iv) Tiro aztarnen dudarik gabeko identifikazio azkarra.

v) Material nuklearraren legez kanpoko trafikoaren aurkako borroka.

Artikuluaren fitxa

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 31
• Artikuluaren izena: Laser bidezko ablazioaren egungo egoera eta aplikazioak.
• Laburpena: 80ko hamarkadaz geroztik, laser bidezko ablazioa eta akoplamendu induktibozko plasma-masa espektrometria (LA-ICPMS) konbinatzen dituen teknika analitikoa sakonki ikertu eta garatu da, eta, gaur egun, lagin solidoen analisi elemental zein isotopiko zuzena egiteko erreferentziazko teknika bilakatu da. Ezaugarri bereizgarrienak hauexek dira: erabilpen erraza, analisi-denbora laburra, laginari eragindako kalte urriak, sentsibilitate handia eta elementu nagusi zein minoritarioen eta ratio isotopikoen aldibereko neurketa ahalbidetzen duen tarte dinamiko zabala. Lan honetan, LA-ICPMS teknikaren oinarriak eta konfigurazio orokorra azaldu eta femtosegundo/ nanosegundo laser bidezko ablazioaren erabileraren arteko desberdintasun nagusiak nabarmentzen dira. Azkenik, teknika honen egungo egoeraz jabetzeko, jatorri askotariko laginen analisi elementala laburbildu eta berrikusten da biologian eta ingurumenean, osasunean, geokimikan zein auzitegi zientzien alorretan.
• Egileak: Nagore Grijalba, Fanny Claverie, Ariane Donard, Hélène Tabouret, Christophe Pecheyran, Nora Unceta, Mª Aránzazu Goicolea, Ramón J. Barrio
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 45-65
• DOI: 10.1387/ekaia.16332

Egileez: Fanny Claverie, Ariane Donard, Hélène Tabouret, Christophe Pecheyran Laboratoire de Chimie Analytique Bio-inorganique et Environnement (IPREM-UMR UPPA/CNRS 5254)koak dira; Nora Unceta, Mª Aránzazu Goicolea, Ramón J. Barrio UPV/EHUko Farmazia Fakultateko Kimika Analitikoa Sailekoak dira eta Nagore Grijalba bietakoa.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.