Die Hauptverwendung des Neptune MC-ICP-MS-Massenspektrometers ist die Analyse der stabilen und radiogenen Isotopenverhältnisse von Elementen, die aus einer Vielzahl von geologischen Materialien gereinigt wurden, darunter Gestein, Böden, Pflanzen, Wasser und mehr. Wir haben Analyseroutinen (und entsprechende Reinigungsprotokolle in unserem Reinraumlabor) für die Isotope Li, B, Mg, Si, S, Fe, Ni, Zn, Sr und Nd entwickelt. Über die reinen Messungen hinaus verfügen die HELGES-Wissenschaftler über beträchtliche Erfahrung und Fachkenntnisse bei der Interpretation dieser Isotopenverhältnisse und sind auch offen für die Entwicklung von Protokollen für andere Elemente im Rahmen von Forschungskooperationen (sprechen Sie uns an!). Alternativ zur MC-ICP-MS-Lösung kann ein Femtosekunden Laserablationssystem mit dem Neptune MC-ICP-MS gekoppelt werden, um das Isotopenverhältnis fester Proben im Mikrobereich vor Ort zu analysieren.

Grundlagen des MC-ICP-MS und Probenvorbereitung

Multikollektor-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (MC-ICP-MS) ist eine vielseitige analytische Methode für hochpräzise Isotopenverhältnis-Messungen. Eine Probe wird als Aerosol in das induktiv gekoppelte Plasma (ICP) eingebracht und die Elemente werden dort ionisiert. Das aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen bestehende Plasma wird durch Argon-Gas gespeist und in einem Hochenergie-Hochfrequenzfeld erzeugt. Diese „heiße“ Ionenquelle (> 6000 °C) des Massenspektrometers erlaubt die Ionisation und Analyse von fast allen Elementen im Periodensystem - mit Ausnahme von Gasen, da das Plasma in Umgebungsatmosphäre betrieben wird. Es gibt eine Vielzahl von Probeneinführungssystemen, welche die Analyse von Lösungen erlauben oder auch die direkte Analyse von Festkörpern mit Laserablation.

Das "Thermo Neptune" ist ein hochauflösendes ICP-Massenspektrometer zur Abtrennung von isobaren Interferenzen. Unser MC-ICP-MS hat ein NeptunePlus-Upgrade, bestehend aus einer großen Interfacepumpe (Pfeiffer OnToolBooster) und einem Jet-Cone-Interface für erhöhte Empfindlichkeit. Das Gerät ist mit neun Faraday-Detektoren (acht bewegbar), einem axialen diskreten Dynoden-Sekundärelektronenvervielfacher (SEM) mit RPQ und zwei miniaturisieren SEMs (CDD an H4 und L4) für hochempfindliche Messungen ausgestattet.

Das Multikollektorsystem besteht aus neun Faraday-, einem zentralen SEM und zwei CDD-Detektoren (Compact Discrete Dynode Multiplier). Dies erlaubt simultane Analyse von mehreren Isotopen für höchste Präzision der Isotopenverhältnis-Messungen. Für die flüssige Probeneinführung in das Massenspektrometer steht eine Scott/Cyclon-Sprühkammer aus Quarzglas oder PFA und ein ESI Apex + Spiro-Membran-Desolvator zur Verfügung. Für Festproben kann ein UV Femtosekunden Laserablationssystem mit dem Neptune gekoppelt werden. Unser MC-ICP-MS wird derzeit für Isotopenmessungen von Li, Mg, Si, Fe und Sr (stabil und radiogen) verwendet.

Für die Vorbereitung von Proben mit geringen Konzentrationen steht ein metallfreies Reinraumlabor zur Verfügung. Die Vorbereitung von flüssigen und festen Proben (z.B. durch Säureaufschluss) erfolgt in Arbeitsräumen mit gefilterter Luft (laminar flow workstations). Dort können kleinste Probenmengen kontaminationsfrei für die Messungen vorbereitet werden. Vor der Isotopenverhältnis-Analyse am MC-ICP-MS werden die verschiedenen Elemente der Probe durch Ionenchromatographiesäulen voneinander getrennt.