LA-ICP-MS-Labor

Wie die Methode funktioniert

Laserablations-ICP-MS wird zur mikrochemischen (in situ) Analyse von Spurenelementkonzentrationen und Isotopenverhältnissen in festen Materialien verwendet. Mittels eines hochenergetischen Laserstrahls wird Material von der Probenoberfläche abladiert. Die entstehenden Mikropartikel werden mittels eines Trägergases (Helium und Argon) als Aerosol direkt in das heiße Plasma der ICP-MS injiziert. Elementkonzentrationen bis in Größenordnungen von 10 ng/g können analysiert und quantifiziert werden.

Die Laser

Unser neuer Artifact193-Laser von ESL ist ein Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 193 nm (tief-ultraviolett). Er besitzt eine Pulsbreite von ca. 7 ns und eine Bestrahlungsstärke an der Probe von bis zu 14 GW/cm². Die niedrige Wellenlänge minimiert die Elementfraktionierung an der Ablationsstelle und ermöglicht die Ablation selbst farbloser Minerale wie Calcit. Die Spotgröße kann zwischen 1 und 220 Mikrometern und die Pulsrate zwischen 1 und 500 Hz eingestellt werden. Die Proben können mit einzelnen Spots, Linien/Rastern von Spots und kontinuierlichen Linien/Rastern abgetragen werden, wobei die Proben sowohl mit reflektiertem Licht, als auch mit Durchlicht betrachtet werden können.

Proben und Präparation

Nahezu jede Art von Festkörper kann mittels LA-ICP-MS analysiert werden. Die Proben müssen weder beschichtet noch vakuumbeständig sein. Auch eine Politur der Probenoberfläche ist nicht unbedingt erforderlich, wobei auf polierten Proben aber eine genauere Festlegung der Messpunkt möglich ist. Petrographische Dünnschliffe können direkt analysiert werden, z.B. nach Analyse der Hauptelemente mittels Mikrosonde. In unserem Labor wurden bisher Silikat- und Nichtsilikatminerale, Gläser, vulkanische Glasscherben, Foraminiferen, Otolithe, Statolithe, Bivalvenschalen u.a. analysiert. 

Der ESL Artifact193 Laser hat eine normale Probenkammer (100 x 100 mm), die bis zu drei petrographische Dünnschliffe (maximal 28 x 48 mm), drei 1-Zoll-Mounts und zwei 1/2-Zoll-Mounts oder Fragmente < 3 mm Höhe aufnehmen kann.

Kalibrierung und Datenverarbeitung

Zur Bestimmung von Elementkonzentrationen muss ein Element bekannter Konzentration (interner Standard) zusammen mit den zu analysierenden Elementen sowohl in der Probe als auch im Kalibrierstandard gemessen werden. Vielfach wird hierfür ⁴³Ca oder ²⁹Si genommen, dessen Konzentration zuvor mittels Elektronenstrahl-Mikrosonde oder stöchiometrische Berechnung ermittelt wurde. Zur Kalibrierung verwenden wir synthetische spurenelementhaltige Gläser (NIST610, NIST612), synthetische Gesteinsgläser (MPI-DING glasses, Jochum et al. 2000; USGS glasses BCR-2G, BIR-1G und BHVO-2G), Presstabletten von Karbonaten u.a.. Datenquantifizierung wird mit Hilfe der Iolite^TM-Software durchgeführt.