Die Optische Emissionsspektrometrie (ICP-OES) und auch die Massenspektrometrie (ICP-MS), beide mit induktiv gekoppeltem Plasma, haben sich heute zu den vielseitigsten und leistungsstärksten Analysenmethoden für die qualitative und quantitative Elementanalytik entwickelt.
Die beiden sich perfekt ergänzenden Verfahren decken zusammen den größten Bereich der Haupt-, Neben- und Spurenelementbestimmung ab. Sie entwickelten sich zur führenden Technologie für die Routine- und Spezialanalytik und sind aus den Bereichen der Umweltanalytik, der modernen Material- und Werkstoffanalytik, der prozessbegleitenden und Kontaminations-Analytik sowie der Qualitätssicherung und Forschung nicht mehr wegzudenken.
Die Analysenmethoden auf der Basis induktiv gekoppelter Plasmen sind in der Lage, die quantitative Elementzusammensetzung für eine Vielzahl von Probentypen, wie Flüssigkeiten, Suspensionen, Feststoffe, Pulver, etc. zu liefern. Im Falle fester Proben ist in der Regel ein Löseprozess, ein Schmelzaufschluss oder ein mikrowellengestützer Säureaufschluss notwendig, bei dem potenziell flüchtige Analyten in der Aufschlusslösung erhalten bleiben.
Die Probenlösung wird mittels Zerstäuber in ein feines Aerosol überführt, welches anschließend in ein induktiv gekoppeltes Argonplasma (ICP) bei Temperaturen von 6.000 – 10.000 K eingebracht wird. Hier durchläuft die Lösung folgende Prozesse:
Trocknung → Desolvatation → Verdampfen → Atomisierung → Ionisierung
Durch die hohen Temperaturen im Plasma werden die Analyt-Atome und -Ionen thermisch angeregt und emittieren Licht ihrer charakteristischen Wellenlängen. Im Spektrometer wird die elementspezifisch emittierte Strahlung mittels Beugungsgitter (Echelle-Gitter) nach Wellenlänge aufgetrennt, verstärkt und mittels Halbleiterdetektor simultan gemessen. Die Quantifizierung erfolgt anhand von Kalibrierstandards. Die ICP-OES ist besonders geeignet für Analysen im ppm-Bereich.
Im Gegensatz zur OES werden bei der ICP-MS die Massen der im Plasma erzeugten Ionen analysiert. Die in der Probe vorhandenen Analyten werden als einfach geladene Ionen einem Quadrupol-Massenspektrometer zugeführt und nach ihrem Masse/Ladungsverhältnis getrennt, verstärkt und sequenziell detektiert. Die ICP-MS bietet eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Vielzahl von Elementen und ist besonders leistungsfähig bei der Analyse im Spurenbereich (ppb/ppt).
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