Multielementanalyse

Multielementanalyse bezeichnet die quantitative und qualitative Bestimmung mehrerer Elemente in einer Probe mit analytischen Verfahren, die mehrere Elemente gleichzeitig nachweisen oder messen können. Typische Instrumente sind ICP-OES (Induktiv gekoppelte Plasma-Optical Emission Spectroscopy), ICP-MS (Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie) und die XRF-Spektroskopie (X-ray Fluorescence). Bei ICP-Verfahren wird die Probe in Plasma ionisiert und die emittierte Lichtstrahlung oder die Ionenmasse gemessen; XRF basiert auf der Emission charakteristischer Röntgenstrahlen der Elemente.

Probenvorbereitung hängt von der Methode ab: ICP-Verfahren erfordern meist eine Verdauung der Probe (Total- oder Teildigestion), während XRF oft nur eine minimale oder keine Verdauung benötigt. Die Wahl der Methode richtet sich nach Anforderungen wie Nachweisgrenzen, Matrix, Probenart und Durchsatz.

Anwendungen finden sich in Umweltanalytik (Spuren- und Schadstoffe in Wasser, Boden, Luft), Geologie und Bergbau (Gehaltsbestimmungen in Gesteinen), Materialwissenschaft (Legierungs- und Schmelzzusammensetzungen), Lebensmittelsicherheit (Nährstoffe und Kontaminanten), Archäologie und Kunst (Elementprofiling) sowie klinische und biologische Analytik. Multielementanalyse ermöglicht schnelle, vergleichbare Datensätze über viele Proben hinweg und unterstützt Entscheidungsprozesse in Forschung und Industrie.

Vorteile umfassen die gleichzeitige Bestimmung vieler Elemente, ein breites dynamisches Messfenster und oft geringe Nachweisgrenzen (insbesondere bei ICP-MS). Herausforderungen sind Matrix-Effekte, Interferenzen in der Spektroskopie oder Massenspektrometrie, Kalibrierung, Bedarf an zertifizierten Referenzmaterialien sowie Probenvorbereitungskosten und -komplexität.

Qualitätskontrolle erfolgt durch geeignete Referenzmaterialien, methodische Validierung, Bestimmung von Nachweisgrenzen und die Berücksichtigung von Messunsicherheiten.