LA-ICP-MS-Labor

Wie die Methode funktioniert

Laserablations-ICP-MS wird zur mikrochemischen (in situ) Analyse von Spurenelementkonzentrationen und Isotopenverh?ltnissen in festen Materialien verwendet. Mittels eines hochenergetischen Laserstrahls wird Material von der Probenoberfl?che abladiert. Die entstehenden Mikropartikel werden mittels eines Tr?gergases (Helium und Argon) als Aerosol direkt in das hei?e Plasma der ICP-MS injiziert. Elementkonzentrationen bis in Gr??enordnungen von 10 ng/g k?nnen analysiert und quantifiziert werden.

Die Laser

Unser neuer Artifact193-Laser von ESL ist ein Excimer-Laser mit einer Wellenl?nge von 193 nm (tief-ultraviolett). Er besitzt eine Pulsbreite von ca. 7 ns und eine Bestrahlungsst?rke an der Probe von bis zu 14 GW/cm². Die niedrige Wellenl?nge minimiert die Elementfraktionierung an der Ablationsstelle und erm?glicht die Ablation selbst farbloser Minerale wie Calcit. Die Spotgr??e kann zwischen 1 und 220 Mikrometern und die Pulsrate zwischen 1 und 500 Hz eingestellt werden. Die Proben k?nnen 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 k?nnen.

Der UP193ss der Firma NewWave ist ein Festk?rperlaser mit einer Wellenl?nge von 193 nm (tief-ultraviolett), einer Impulsdauer von ca. 3 ns und einer Strahlungsdichte auf der Probe von bis zu 2 GW/cm². Der Durchmesser des Analysepunktes kann zwischen 10 und 100 ?m und die Impulsraten k?nnen zwischen 1 und 10 Hz variiert werden. Proben werden entweder auf einem einzelnen Messpunkt, entlang einer kontinuierlichen Linie oder entlang eines Rasters abladiert. W?hrenddessen k?nnen die Proben sowohl im Durchlicht als auch im reflektierten Licht beobachtet werden.

Proben und Pr?paration

Nahezu jede Art von Festk?rper kann mittels LA-ICP-MS analysiert werden. Die Proben müssen weder beschichtet noch vakuumbest?ndig sein. Auch eine Politur der Probenoberfl?che ist nicht unbedingt erforderlich, wobei auf polierten Proben aber eine genauere Festlegung der Messpunkt m?glich ist. Petrographische Dünnschliffe k?nnen direkt analysiert werden, z.B. nach Analyse der Hauptelemente mittels Mikrosonde. In unserem Labor wurden bisher Silikat- und Nichtsilikatminerale, Gl?ser, 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 H?he aufnehmen kann.

Demgegenüber verfügt die normale Probenkammer des NewWave UP193ss Lasers über einen nutzbaren Durchmesser von 45 mm, wodurch die maximale Probengr??e begrenzt wird. Die Proben k?nnen auf vielf?ltige Art und Weise befestigt werden. Idealerweise liegen die Proben in Form eines 1-Zoll-Mounts (25 mm Durchmesser, 5 bis 20 mm H?he), als petrographischer Dünnschliff (maximal 28 x 48 mm) oder als Fragmente mit < 3 mm H?he vor.

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 st?chiometrische Berechnung ermittelt wurde. Zur Kalibrierung verwenden wir synthetische spurenelementhaltige Gl?ser (NIST610, NIST612), synthetische Gesteinsgl?ser (MPI-DING glasses, Jochum et al. 2000; USGS glasses BCR-2G, BIR-1G und BHVO-2G), Presstabletten von Karbonaten u.a.. Datenquantifizierung wird sowohl mittels Iolite^TM- als auch GeoPro^TM-Software durchgeführt.