Die Hauptanwendung des Neptune MC-ICP-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. Alternativ zur Lösungsmessung kann ein UV Femtosekunden Laserablationssystem mit der Neptune gekoppelt werden, um feste 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 Plasma eingebracht und die Elemente werden dort ionisiert. Das aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen bestehende Plasma wird in einem Hochenergie-Hochfrequenzfeld erzeugt und durch Argon gespeist . 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.

Unser NeptunePlus-Upgrade besteht aus einer großen Interfacepumpe (Pfeiffer OnToolBooster) und einem Jet-Cone-Interface, womit sich durch die hohe Auflösung isobare Interferenzen abtrennen lassen. Das Gerät ist mit neun Faraday-Detektoren (acht davon  beweglich), einem axialen diskreten Dynoden-Sekundärelektronenvervielfacher (SEM) mit RPQ und zwei miniaturisieren SEMs (CDD an H4 und L4) Alles zusammen ermöglicht Messungen höchster Sensitivität. Die beweglichen Detektoren ermöglichen eine 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 der Neptune gekoppelt werden. 

Für die Vorbereitung von Proben mit geringen Konzentrationen steht ein metallfreies Reinraumlabor zur Verfügung. Dort können kleinste Probenmengen kontaminationsfrei für die Messungen vorbereitet werden. Vor der Isotopen-Analyse am MC-ICP-MS werden die verschiedenen Elemente der Probe durch Säulenchromatographie voneinander getrennt.

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!