Die Hauptanwendung der Massenspektrometrie ist die Analyse stabiler Isotopenverhältnisse in einem breiten Spektrum verschiedener Materialien.

Was wir messen
Die Hauptanwendung der Massenspektrometrie ist die Analyse stabiler Isotopenverhältnisse in einem breiten Spektrum verschiedener Materialien. Wir sind spezialisiert auf die Analyse von stabilen Metallisotopen (Li, Mg, Si, Fe, Sr), haben jedoch auch die Möglichkeiten, andere Isotopensysteme zu messen. Neben der Analyse von Lösungen am MC-ICP-MS (oder Festkörpern nach Säureaufschluss) kann alternativ ein Femtosekunden-Laserablationssystem mit dem MC-ICP-MS gekoppelt werden, um Isotopenverhältnisse in-situ an Festkörperproben auf der Mikroskala zu bestimmen.

Zugang zum Labor und Anfrage für Analysen
In den HELGES-Laboren des GFZ fallen nahezu alle Arbeiten in eine der folgenden Kategorien:
1.) Nationale und internationale Kollaborations-Projekte, die zu Publikationen in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften führen und
2.) Forschungsprojekte innerhalb der GFZ-Sektion „Geochemie der Erdoberfläche“, einschließlich Entwicklung und Verbesserung von analytischen Methoden.

Alle Wissenschaftler, die unsere Labore nutzen möchten oder Probenanalysen wünschen, bitten wir das Antragsformular auszufüllen und an den auf dieser Seite genannten Ansprechpartner zu senden.

Anmeldeformulare und AGBs:
Application for Isotope Ratio
Application for Cosmogenic Nuclide
Nutzerordnung HELGES

Aufgrund begrenzter Labor- und Mitarbeiterkapazitäten wird jede Anfrage von einem internen Auswahlkomitee bewertet. Wir bitten Sie daher das Antragsformular auszufüllen und uns so Informationen über das Projekt, die Proben und die Art der Analysen mitzuteilen.

Bitte beachten Sie, dass wir uns auf die oben genannten Isotopensysteme spezialisiert haben. Wir sind kein Geochronologie-Labor.
 

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 induktiv gekoppelte Plasma (ICP) eingebracht und die Elemente werden dort ionisiert. Das aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen bestehende Plasma wird durch Argon-Gas gespeist und in einem Hochenergie-Hochfrequenzfeld erzeugt. 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. Es gibt eine Vielzahl von Probeneinführungssystemen, welche die Analyse von Lösungen erlauben oder auch die direkte Analyse von Festkörpern mit Laserablation.

Das "Thermo Neptune" ist ein hochauflösendes ICP-Massenspektrometer zur Abtrennung von isobaren Interferenzen. Unser MC-ICP-MS hat ein NeptunePlus-Upgrade, bestehend aus einer großen Interfacepumpe (Pfeiffer OnToolBooster) und einem Jet-Cone-Interface für erhöhte Empfindlichkeit. Das Gerät ist mit neun Faraday-Detektoren (acht bewegbar), einem axialen diskreten Dynoden-Sekundärelektronenvervielfacher (SEM) mit RPQ und zwei miniaturisieren SEMs (CDD an H4 und L4) für hochempfindliche Messungen ausgestattet.

Das Multikollektorsystem besteht aus neun Faraday-, einem zentralen SEM und zwei CDD-Detektoren (Compact Discrete Dynode Multiplier). Dies erlaubt 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 dem Neptune gekoppelt werden. Unser MC-ICP-MS wird derzeit für Isotopenmessungen von Li, Mg, Si, Fe und Sr (stabil und radiogen) verwendet.

Für die Vorbereitung von Proben mit geringen Konzentrationen steht ein metallfreies Reinraumlabor zur Verfügung. Die Vorbereitung von flüssigen und festen Proben (z.B. durch Säureaufschluss) erfolgt in Arbeitsräumen mit gefilterter Luft (laminar flow workstations). Dort können kleinste Probenmengen kontaminationsfrei für die Messungen vorbereitet werden. Vor der Isotopenverhältnis-Analyse am MC-ICP-MS werden die verschiedenen Elemente der Probe durch Ionenchromatographiesäulen voneinander getrennt.