plasmaspectrometrie

Plasmaspektrometrie bezeichnet analytische Verfahren, die ein Plasmagemisch als Exitations- bzw. Ionisationsquelle nutzen, um Proben zu atomisieren bzw. zu ionisieren. Das emittierte optische Spektrum oder die erzeugten Ionen ermöglichen eine quantitative Bestimmung der Elementgehalte. Die verbreitetsten Ausprägungen sind die optische Plasmaspektrometrie (ICP-OES bzw. ICP-AES) und die Plasmaspektrometrie mit Massenspektrometrie (ICP-MS).

Bei der ICP-OES wird die emittierte Lichtstrahlung der angeregten Elemente durch ein Spektrometer getrennt und mittels Detektoren gemessen. Dadurch lassen sich viele Elemente gleichzeitig bestimmen, mit breitem Dynamikbereich und typischen Nachweisgrenzen im spürbaren Bereich. Die ICP-MS verwendet ebenfalls ein Argonplasmasystem, erfasst jedoch die Ionensignaturen nach Massen-zu-Ladungs-Verhältnis, was zu sehr niedrigen Nachweisen (ppb bis ppt) und einer hohen Selektivität führt. Beide Verfahren profitieren von der effizienten Atomisierung und Ionisierung des Plasmas, das Temperaturen von mehreren Tausend Kelvin erreicht.

Proben werden meist als Nebel in die Plasmaquelle eingeführt; Flüssigkeiten erfolgen durch Nebulisieren, Feststoffe häufig durch Probenaufbereitung oder Laserablation. Matrixeffekte und spektrale Interferenzen können die Genauigkeit beeinflussen, weshalb Kalibrierung mit Standardmaterialien sowie interne Standards üblich sind.

Typische Anwendungen finden sich in Umweltanalytik, Geologie, Lebensmitteln, Medizin sowie Industrie, wo Mehrfachanalyseelemente mit hoher Empfindlichkeit und breitem Dynamikbereich erforderlich ist. Grenzen der Technik umfassen Kosten, Wartungsaufwand und die Anforderung an geeignete Probenvorbereitung.