LA-ICP-MS (Laser Ablations Massenspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma)

• Fachliche Zuordnung: Wasserforschung
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565529578

Der Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe Angewandte Geologie liegt auf anorganischer Hydrogeochemie und Wasser-Feststoff-Wechselwirkungen, insbesondere hinsichtlich toxikologisch relevanter Spurenelemente. Ihre Quellen, Mobilität und Transport in der Geosphäre und ihre Auswirkungen auf Grundwasserressourcen stehen im Mittelpunkt unserer Forschungsaktivitäten, bei denen wir belastete Gebiete mit dem Ziel des Schutzes und der nachhaltigen Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen charakterisieren und bewerten. Der hier beantragte analytische Aufbau ist die perfekte Ergänzung zur aktuellen geochemischen Laborausstattung: LA-ICP-MS ist der Schlüssel zur Untersuchung und zum Verständnis des gesamten Spektrums von Spurenelementverteilungen in der Umwelt. Durch seine Fähigkeit, Spurenelementkonzentrationen in flüssigen und festen Proben zu quantifizieren, wird es das zentrale Forschungsinstrument der Arbeitsgruppe in den kommenden Jahren werden. Der gewünschte Aufbau besteht aus einem ICP-MS, kombiniert mit einem Laser für die Festphasenablation. Das geplante ICP-MS ist ein Triple-Quadrupol-System, der Laser wird eine Wellenlänge von 193 nm haben und kleine (1 µm) Strahldurchmesser ermöglichen. So können flüssige Proben (Wasserproben, Aufschlüsse und Extraktionslösungen) direkt analysiert werden. Die Laserablation für die geochemische Analyse und mikroskalige Kartierung von Feststoffen (z.B. Gesteins-, Mineral-, Sediment- oder Bodenproben; technische, biologische oder medizinische Materialien) wird mit der quantitativen ICP-MS-Analyse gekoppelt, wobei der Wechsel zwischen den beiden Analysemodi schnell und einfach handhabbar sein muss. Neben der Arbeitsgruppe des Antragstellers wird auch das Institut für Geographie und Geologie als Ganzes von dem neuen LA-ICP-MS profitieren. Beispiele umfassen die Rekonstruktion von Klima- und Umweltveränderungen in jungen Sedimentkernen in der Paläontologie, wo ein Laserablationssystem mit kleinem Strahl für die Messung von Spurenelementkonzentrationen in langsam wachsenden Korallenskeletten oder Ostrakodenklappen mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung benötigt wird. Der feine Strahl kann diagenetische Ablagerungen, infiltrierte Sedimentpartikel und biogene Krusten in den porösen Korallenskeletten vermeiden und so die Qualität der Messergebnisse erhöhen. In der Mineralogie ist geplant, das Verhalten von Spurenelementen und Seltenen Erden bei der Adsorption an Tonminerale zu untersuchen, was eine strenge Vorreinigung erfordert, die zu sehr kleinen Probenmengen führt, welche mit LA-ICP-MS unter Verwendung der feinstmöglichen Laserspots analysiert werden können. In der Physischen Geographie wird die Untersuchung der adsorbierten Metalle (z.B. Cr, Co, Ni, Pb) in Seesedimentkernen als Umweltarchiv genutzt, wo sehr niedrige Konzentrationen von Spurenelementen oft entscheidende Indikatoren für Mensch-Umwelt-Interaktionen sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: LA-ICP-MS (Laser Ablations Massenspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma)
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Greifswald
• Leiter: Professor Dr. Andre Banning