Laser Ablation-ICP-Atom-Emissions-Spektrometrie (LA-ICP-AES) für die in situ-Mikroanalyse

• Fachliche Zuordnung: Geologie und Paläontologie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464364655

Spurenelementverteilungen in biogenen Materialien wie Korallen, Muschelschalen, (Mikro-)Fossilien geben wichtige Hinweise auf die Umweltbedingungen, die bei deren Wachstum geherrscht haben. Mit ortsaufgelösten Messungen können diese chemischen Archive entziffert und zeitlich eingeordnet werden. Hierfür braucht es leistungsstarke Mikroanalyseverfahren für direkte Messungen am Feststoff. Die Kopplung eines leistungsfähigen Laser-Ablations-Systems (LA) mit einem echt-simultan messenden und für transienten Messbetrieb ausgelegten ICP-AES Spektrometer zur neuen Technologie „LA-ICP-AES“ ist innovativ hat enormes Potenzial, das bisher nicht ausgeschöpft worden ist: die echt-simultane Messung eines AES-Spektrometers führt wie bei Multikollektor-MS zu weit geringeren Messunsicherheiten von Elementverhältnissen als dies mit sequentieller Messwerterfassung wie bei LA-ICP-MS möglich ist. Die erst vor Kurzem erfolgte Entwicklung von neuartigen Ablationszellen mit deutlich kürzeren Auswaschzeiten des vom Laser erzeugten Probenaerosols führt zu signifikant erhöhten Signalen im angeschlossenen Spektrometer und damit zu deutlich verbesserter Zählstatistik mit daraus resultierend geringeren Messunsicherheiten. Dadurch werden hoch-präzise Messungen direkt am Feststoff möglich, und die extrem zeit- und arbeitsintensive Probenvorbereitung z.B von Korallen als chemischen Archiven für Zeitreihen – Ausbohren von Probenmaterial mit micro drill, Auflösen in Säure, Herstellen von Messverdünnungen – kann entfallen. Hierdurch wird ein um ein Vielfaches erhöhter Probendurchsatz erreicht, der für eine umfassendere Auswertung von möglichst vielen solcher Archive dringend benötigt wird. Ein parallel im laser ablation split stream (LASS) Modus angeschlossenes Massenspektrometer (ICP-MS, ICP-MS/MS) wird später die gleichzeitige Erfassung von Spurenelementgehalten oder auch Isotopenverhältnissen erlauben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Laser Ablation-ICP-Atom-Emissions-Spektrometrie (LA-ICP-AES) für die in situ-Mikroanalyse
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiterin: Professorin Dr. Miriam Pfeiffer