• Messverfahren: Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS)

Was ist Massenspektronomie ICP-MS?

mit induktiv gekoppeltem Plasma – ICP-MS

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Denn gerade in Labors, in deren Alltag mehrere Analysen und Untersuchungen gleichzeitig ablaufen, sind Übersichtlichkeit und Struktur zwei der wichtigsten Arbeits-Devisen, die es einzuhalten gilt.

Die Massenspektronomie mit induktiv gekoppeltem Plasma – ICP-MS (aus dem englischen: Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry)

Bei der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) handelt es sich um eine sehr spezielle Art und Weise der Analyse. Sie Methode ist sehr robust und zugleich äußerst sensibel und weit verbreitet in der anorganischen Elementaranalytik. Dort findet sie vor allem zur Spurenanalyse von Schwermetallen, wie Blei, Cadmium oder Quecksilber Anwendung.

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Ablauf der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS)

Im Verlauf der ICP-MS findet zunächst ein Atomisierungs-Prozess des Analyten statt. Dabei wird durch einen sehr hochfrequenten Strom ionisiertes Argon induziert und die Probe des Analyten wird auf 5.000 bis zu 10.000 °C erhitzt. Somit kommt es zu einer Ionisierung der Atome und ein Plasma entsteht. Die in diesem Plasma generierten Ionen werden nun durch ein elektrisches Feld in Richtung des Analysators beschleunigt. An dieser Stelle werden die einzelnen Elemente und auch deren Isotope dann ausgenommen und messtechnisch erfasst.

Durch die ICP-MS lassen sich für die meisten Elemente des Periodensystems quantitative Nachweise im Bereich von Nanogramm pro Liter (ng/l) oder besseren Werten erreichen. Die Liste der Größenordnungen lässt sich auf bis zu neun weitere Werte in einen extrem hohen linearen Bereich fortführen. Das bedeutet Messungen und Nachweise sind vom Gramm/Liter bis hin zum Pikogramm/Liter möglich. Wie bereits erwähnt werden nicht nur die Elemente messtechnisch erfasst, auch deren Isotope werden aufgenommen – so lässt sich im Rahmen der ICP-MS eine äußerst präzise Isotopenanalytik vollziehen. Zu diesem Zweck werden häufig auch hochauflösende ICP-Massenspektrometer verwendet.

Im Rahmen einer Kopplung mit einigen analytischen Trennmethoden wie der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, der Gaschromatographie, der Kapillarelektrophorese, Gelelektrophoresen, der Ionenaustauschchromatographie und der Feld-Fluss-Fraktionierung lassen sich die Analyse-Durchgänge der ICP-MS auch zur Speziation-Analyse verwenden. Zudem kann die Analyse von Feststoffproben durch die direkte Kopplung mit einem besonderen Ofen zur elektrothermischen Verdampfung oder mit einem Laserablationsgerät möglich gemacht werden.

Anwendungsgebiete der ICP-MS

Durch eben dieses Prinzip der Kopplung mit einem speziellen Ofen oder einen Laserablationsgerät sind ebenfalls nahezu zerstörungsfreie Analytik-Prozesse an z.B. historischen Proben machbar. Doch vor allem die qualitative, quantitative und semi-quantitative Elementaranalytik sind Anwendungsgebiete der ICP-MS. Auch zur Altersbestimmung geologischer Proben, zur Lebensmittelanalytik und -authentifizierung und zur Proteinanalytik wird dieses Analyse-prinzip angewandt. Weitere Gebiete bestehen im Rahmen der absoluten und relativen Quantifizierung von Proteinen und weiteren Bio-Molekülen, bei toxologischen Fragestellungen und im Rahmen der forensischen und klinischen Analytik oder in der Qualitätssicherung.

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Speziell auf die ICP-MS bezogen unterstützen wir Geräte der Marken Spectro / Ametek, Bruker, Thermo Fisher, Perkin Elmer und Analytik Jena.

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