Inhaltszusammenfassung

Die Laserablation in Verbindung mit der induktiv gekoppelten Plasma‐Massenspektrometrie (LA‐ICP‐MS) gehört zu den nachweisstärksten Analysetechniken für die Untersuchung der Elementzusammensetzung und besitzt für viele Elemente einen linearen Arbeitsbereich vom Ultraspurenbereich bis zur Bestimmung von Hauptkomponenten. Die LA‐ICP‐MS ermöglicht zudem durch eine direkte Beprobung kleinster Objekte mit Durchmessern von wenigen μm einen minimalen Probenvorbereitungsaufwand. Eine Limitierung ...Die Laserablation in Verbindung mit der induktiv gekoppelten Plasma‐Massenspektrometrie (LA‐ICP‐MS) gehört zu den nachweisstärksten Analysetechniken für die Untersuchung der Elementzusammensetzung und besitzt für viele Elemente einen linearen Arbeitsbereich vom Ultraspurenbereich bis zur Bestimmung von Hauptkomponenten. Die LA‐ICP‐MS ermöglicht zudem durch eine direkte Beprobung kleinster Objekte mit Durchmessern von wenigen μm einen minimalen Probenvorbereitungsaufwand. Eine Limitierung der LA‐ICP‐MS ist die eingeschränkte Verfügbarkeit von geeigneten Referenzmaterialien zur Kalibrierung und Verifizierung für Objekte im μm‐Größenbereich. Da die bei der Ablation abgetragene Masse ohne weitere Untersuchungen zumeist unbekannt ist, wird typischerweise eine relative Kalibrierstrategie verwendet, bei der die beprobte Masse von Probe und Kalibrierstandard möglichst konstant gehalten wird. Bei der Analyse von diskreten individuellen μm‐großen Objekten, wie einzelnen Zellen oder Partikeln, können die Zielobjekte allerdings vollständig abgetragen werden und besitzen häufig unterschiedliche Größen, so dass meist kein konstanter Probenabtrag erreicht werden kann. Bei vollständigen Ablationen diskreter Objekte können jedoch Messsignale erhalten werden, die linear mit der absoluten ablatierten Analytmasse korrelieren, so dass eine absolute Kalibrierstrategie verfolgt werden kann. Konzentrationen lassen sich ggf. durch zusätzliche Bestimmung oder Abschätzung der ablatierten Masse berechnen. Diese absolute Kalibrierstrategie ist Gegenstand aktueller Grundlagenforschung und es besteht sowohl für die Herstellung von Kalibrierstandards, als auch bei der Herstellung und Charakterisierung von Referenzmaterialien starker Forschungsbedarf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiges pL‐Dosiersystem entwickelt, welches ermöglicht, aus gut verfügbaren Elementstandardlösungen feste Kalibrierstandards für die LA‐ICP‐MS herzustellen. Das System basiert auf dem thermischen Tintenstrahldruckverfahren. Für die Steuerung von modifizierten Tintenstrahldruckerpatronen wurde eine Kombination aus elektronischen Mikrokontrollern in Verbindung mit einer Computerschnittstelle entwickelt, die es erlaubt den Dosiervorgang in Abhängigkeit der zu dosierenden Lösung zu optimieren. Das System ermöglicht eine definierte Analytmasse unter mikroskopischer Beobachtung gezielt auf feste Oberflächen zu transferieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ermittelt, dass die ausgestoßenen Tropfen in einem Radius von 56‐122 μm auf der Probenoberfläche auftreffen und ein Gesamtvolumen von ca. 30 pL pro Dosierung besitzen. Nach Trocknung verblieben auf hydrophoben Oberflächen Rückstände mit Durchmessern von 12‐50 μm während sich auf Agarosegelen Impaktionsspuren mit Durchmessern von ca. 50‐100 μm beobachten ließen. Nach vollständiger Ablation dieser Rückstände konnten mittels LA‐ICP‐MS transiente Signale mit einer Gesamtdauer von wenigen Sekunden detektiert werden. Die integrierten Signalintensitäten besitzen eine relative Standardabweichung von 4‐10 % und erlauben eine lineare Kalibrierung, bei der für ausgewählte Elemente absolute Nachweisgrenzen von wenigen Femtogramm Analytmasse ermittelt werden konnten. Darüber hinaus konnte demonstriert werden, dass das pL‐Dosiersystem eine direkte Dosierung von bekannten Analytmassen auf das zu untersuchende μm‐große Objekt erlaubt und somit eine Quantifizierung mittels Standardaddition ermöglicht. Darüber hinaus wurde die Anwendbarkeit für die Analyse von Modellproben und Referenzmaterialien untersucht. Das entwickelte System und die untersuchte Kalibriertechnik haben sich hierbei als vielversprechende Werkzeuge für die Untersuchung von individuellen μm‐großen Objekten herausgestellt.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Chemie