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XRF Scientific Europe GmbH

https://www.xrfscientific.com/

08.11.2019

Anleitung zu ICP-MS

Die induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) ist eine fortschrittliche analytische Technik, die chemische Analysen auf Spuren- und Ultraspurenniveau für eine Vielzahl von Industrien ermöglicht. In diesem Blogbeitrag möchte XRF Scientific eine detaillierte Einführung in das ICP-MS geben, von der Erstmustervorbereitung bis hin zu den verschiedenen nachgelagerten Anwendungen der Technologie.

Was ist ICP-MS?


Ein Massenspektrum ist eine Form des Histogramms, die den elementaren Fingerabdruck einer Probe darstellt. Dieses Muster wird durch Messung des Masse-Ladungsverhältnisses von Ionen zur Intensität aufgezeichnet, was detaillierte Informationen über die elementare oder isotopische Signatur des untersuchten Materials liefert.


Die Erfassung dieser Massenspektraldaten erfordert zunächst, dass das Probenmaterial über eine Anregungsquelle ionisiert wird. Im Rahmen von ICP-MS ist die Anregungsquelle eine elektromagnetisch erzeugte Plasmafahne. Die Temperatur dieses Plasmas reicht aus, um praktisch jedes Element des Periodensystems zu ionisieren und bildet die Grundlage für eine äußerst vielfältige und detaillierte Elementaranalyse auf Spuren- und Ultraspurenebene. Eine detailliertere Aufschlüsselung der Funktionsprinzipien von ICP-MS finden Sie in unserem vorherigen Blogbeitrag: Was ist die ICP-Spektroskopie?


ICP-MS Komponenten


Die beiden Hauptkomponenten einer ICP-MS-Einheit sind der gleichnamige ICP-Brenner und die Massenspektrometrieeinheit. Der Brenner besteht in der Regel aus einer Hochfrequenzspule, die mehrere konzentrische Rohre umgibt, die Argongasströme zur Zündung über eine Tesla-Einheit liefern. Dies erzeugt einen Plasmastrahl bei Temperaturen von bis zu 7000K; genug, um praktisch jedes vernebelte Probenmaterial zu ionisieren. Aufgrund dieser hohen Temperaturen ist die ICP-Einheit typischerweise mit Platinhauben und Brennerschilden geschützt.


Neben der ionisierenden Komponente erfordert die ICP-MS-Spektrometrie einen geeigneten Probeneinlass, der in der Lage ist, Ionen zu erfassen und basierend auf dem Masse-Ladungs-Verhältnis zu trennen. Dies ermöglicht es dem Massenspektrometer, ein detailliertes Massenspektrum zu erzeugen, um eine vollständig quantitative Elementaranalyse im Bereich von parts per million (ppm) durchzuführen. Wenn Sie mehr über die integrierten Komponenten in einem ICP-System erfahren möchten, lesen Sie unseren Beitrag über die wesentlichen Komponenten in ICP-Brennern.


Anwendungen von ICP-MS


Aufgrund der breiten Palette an verfügbaren Probenmaterialien sind die Einsatzmöglichkeiten von ICP-MS sehr vielfältig. Es wird leicht in der Mineralien- und Seltenerdelementanalyse verwendet, einschließlich Metallarten, Bergbau und Exploration, archäologische Studien und vieles mehr. Auch die medizinischen und forensischen Anwendungen von ICP-MS werden immer vielfältiger und bilden die Grundlage für fortschrittliche Diagnoseverfahren und forensische Analysen. Wir haben dieses Thema in einem früheren Beitrag vertieft: Skizzierung gängiger ICP-Anwendungen.


ICP-MS Probenvorbereitung


Die Probenvorbereitung ist eine kritische Phase des Analyseprozesses für ICP-MS, unabhängig von der Endanwendung. Die genaue Methode variiert je nach Phase und allgemeiner Zusammensetzung des zu prüfenden Materials. So können beispielsweise flüssige Proben innerhalb einer geeigneten Mischung aus einem internen Standard direkt in die Einheit eingebracht werden. Dieser Prozess funktioniert nicht bei festen Proben oder heterogenen Gemischen, da die Ergebnisse möglicherweise nicht den Massenspektren von Schüttgütern entsprechen.


Um die größtmögliche Zuverlässigkeit der ICP-MS-Ergebnisse bei Partikeln oder Feststoffen zu gewährleisten, ist es am besten, der Prüfung zusätzliche Probenvorbereitungsstufen (z.B. Mahlen, Schmelzen, etc.) vorauszugehen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Massenspektraldaten einer homogenen Darstellung des Schüttgutes so nahe wie möglich kommen.


XRF Scientific: ICP-MS Lösungen


XRF Scientific ist weltweit führend auf dem Gebiet der Probenvorbereitungsgeräte und Verbrauchsmaterialien für hochanalytische Tests. Wir bieten eine Reihe von Lösungen für ICP-MS, von Schmelzflüssen bis hin zu Tischschmelzmaschinen. Wenn Sie mehr über die XRF Scientific Produktpalette für ICP-MS-Anwendungen erfahren möchten, wenden Sie sich einfach noch heute an ein Mitglied des Teams.