PlasmaMassenSpektrometrie

Plasmamassenspektrometrie, oft ICP-MS abgekürzt, ist eine analytische Methode zur Bestimmung von Elementen in Proben mit sehr niedrigen Konzentrationen. Bei diesem Verfahren wird Probenmaterial in ein Induktiv gekoppeltes Plasma eingespeist, das Argon als Trägermaschine nutzt. Im hoch erhitzten Plasma werden Moleküle in einzelne Atome und Ionen zerlegt und ionisiert. Die erzeugten Ionen gelangen in ein Massenspektrometer, das Ionen nach dem Masse-Ladungs-Verhältnis (m/z) trennt und detektiert. Aus dem gemessenen Ionensignal lassen sich Konzentrationen der Elemente bestimmen, oft mit hohen Nachweis- und Quantifizierungsgrenzen sowie großem Dynamikbereich.

Aufbau und Varianten wechseln je nach Anwendung. Typische Systeme sind das Quadruple ICP-MS (ICP-QMS), das Zeitflug-ICP-MS (ICP-TOF-MS) und das ICP-MS/MS mit Reaktions- oder Kollisionszellen zur Reduktion von Interferenzen. Für Feststoffe existiert auch die Laserablation ICP-MS (LA-ICP-MS), bei der Material vom Probenquerschnitt direkt ablatiert und analysiert wird. Proben können flüssig eingeführt oder, bei LA-ICP-MS, als feste Probenoberflächen analysiert werden.

Probenvorbereitung und Kalibrierung sind zentrale Punkte. Flüssige Proben erfordern oft Verdünnung oder Verdauung; feste Proben benötigen Digestion oder LA-Techniken. Kalibrierung erfolgt meist mit externen Standards; interne Standards korrigieren Matrix- und Instrumenteneffekte. Interferenzen umfassen isobare Hetero- und Polyatomikverbindungen sowie oxide Ionen (zum Beispiel MO+), die durch Kollisions- oder Reaktionszellen gemindert werden.

Anwendungen finden sich in Umwelt- und Lebensmittelanalyse, Geowissenschaften, Material- und Archäologie sowie der Medizin und Pharmazie. ICP-MS bietet hohe Empfindlichkeit, Mehrfachanalyse einzelner Proben in kurzer Zeit und einen breiten Dynamikbereich, ist jedoch kostenintensiv, erfordert spezialisierte Probenvorbereitung und erfahrene Bediener.