MAS-Analytics - Ihr Institut
für Materialanalysen und Forschung

Elementanalytik

Wir bieten Elementanalytik an Feststoffen und fluiden Proben für Kunden aus Wirtschaft, Forschung sowie private Kunden an. Je nach Bedarf können wir die Analysemethoden der ICP-MS, ICP-OES, RFA sowie PGAA anbieten.

Elementanalytik

Sämtliche Materialien – ob Organik, Anorganik oder Fluide – bestehen aus Elementen. So ist die analytische Bestimmung dieser Elemente beispielsweise zur Charakterisierung von Herstellungs- und Bildungsprozessen, bei der Herkunftsanalytik, der Schwermetallanalytik, der Wasseranalytik oder auch der Forensik von großer Bedeutung. Die von uns angebotene Analytik der Elemente basiert auf gängigen wissenschaftlichen Verfahren der Chemie, Material- und Geowissenschaften. Unser Unternehmen ist eine Ausgründung aus der Universität Göttingen und bietet Ihnen hochwertige, wissenschaftlich anerkannte Analysemethoden in dafür qualifizierten Laboren an. Wenn nötig geben wir auf Ihre Anfrage hin auch gerne Vorschläge für zugeschnittene Analysestrategien.

 

Unsere Methoden der Elementanalytik

Unsere Analytik der Elemente bieten wir in verschiedenen - bei Bedarf auch kombinierbaren -Verfahren an. Diese umfassen analytische Methoden aus der Massenspektrometrie wie die Induktiv gekoppelte Plasma Massenspektrometrie (ICP-MS) oder auch die Optische Emissions-Spektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) sowie die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA/XRF). Die analytische Bestimmung der Elemente mit der RFA kann auch ortsaufgelöst durchgeführt werden. Mit Hilfe dieser verschiedenen Methoden ist es uns möglich eine sehr große Bandbreite der Haupt-, Neben- und Spurenelementkonzentrationen in hoher Auflösung zu bestimmen. Wir empfehlen oder kombinieren diese Methoden je nach den Anforderungen und finanziellen Mitteln Ihres Projektes oder Auftrages.
In besonderen Fällen kann es auch vorkommen, dass es sich bei den Proben etwa um hochwertige / besondere Bauteile, Keramiken oder archäologische Fundstücke handelt. Darüber hinaus gibt es Materialien, welche chemisch nur sehr schwer löslich sind. Für diese Fälle bieten wir auch zerstörungsfreie Analytik mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (Hauptelemente) oder Prompte-Gamma-Aktivierungs-Analyse (PGAA) beispielsweise auch in Kombination mit Neutronen-Aktivierungs-Analyse (NAA) an.

Induktiv gekoppelte Plasma Massenspektrometrie (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry) ICP-MS

Die Analyse via ICP-MS wird momentan an einer iCAP-Q der Firma Thermoscientific© durchgeführt. Bei der Bestimmung der Elemente mit Hilfe der ICP-MS handelt es sich um Analysen an einem Massenspektrometer mit induktiv gekoppelter Plasmaionisierung. Für diese analytische Methode werden die Proben – sofern sie nicht schon in einer fluiden Phase vorliegen - mit Hilfe chemischer Verfahren in eine Lösung überführt. Für die Analyse wird das gelöste Probenmaterial in den Probeninjektor der Plasmaquelle geleitet. Durch ein induktiv gekoppeltes Plasma wird das Aerosol ionisiert. Die ionisierten Teilchen werden durch die Ionenoptik in den Quadrupol-Massenfilter gelenkt, wo sie detektiert werden. Anhand der Bestimmung an der ICP-MS ist es möglich schon kleinste Probenmengen auf eine Vielzahl von Elementen (beispielsweise Spurenelemente inklusive der Seltenen Erden) simultan zu analysieren. Um die Ergebnisse noch weiter aufzulösen bzw. zu einzugrenzen kann die Methode der induktiv gekoppelten optischen Emissions-Spektrometrie (ICP-OES) hinzugezogen werden.

Optische Emissions-Spektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry) ICP-OES

Wie auch für die Analysen an der ICP-MS, wird sowohl das anorganische als auch das organische Probenmaterial mit Hilfe chemischer Verfahren, wenn nötig, in Lösung gebracht. Neben der ICP-MS bietet die Elementanalytik an der ICP-OES ebenfalls die Möglichkeit eine große Bandbreite an Elementen simultan zu analysieren. Auch bei dieser Methode der Massenspektrometrie wird das gelöste Probenmaterial durch einen Zerstäuber in ein Aerosol umgewandelt, in eine Plasmaquelle geführt und ionisiert. Die resultierende elektromagnetische Strahlung wird in Spektren zerlegt und für jedes Element werden spezifische Spektrallinien detektiert.

 

Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA/XRF)

Für die Analyse von Feststoffen – gerade wenn sie schwer in Lösung gebracht werden können – kann die Methode der RFA angewandt werden. Dafür werden aus dem Probenmaterial methodenabhängig entweder homogene Schmelztabletten hergestellt oder alternativ können ortsaufgelöste Messungen direkt an den Proben durchgeführt werden. Bei der RFA-Methode entsteht eine elementspezifische Fluoreszenzstrahlung, welche detektiert wird.

 

Prompte Gamma-Aktivierungsanalyse (PGAA)

Die PGAA ermöglicht eine nahezu zerstörungsfreie Analytik von Haupt- und Spurenelementen. Die Methode eignet sich besonders für die Analyse von leichten Elementen (H und B) und Spurenelementen wie Cd, Hf oder auch die Seltenen Erd-Elemente. Die Methode kann sowohl an Festkörpern als auch an flüssigen und sogar gasförmigen Proben durchgeführt werden.
Bei dieser Methode werden Gamma-Strahlen emittiert. Dabei ist die emittierte Energie für jedes Element charakteristisch. Die Messungen werden am Forschungsreaktor des Heinz Meier-Leibnitz Zentrums (MLZ) in Garching bei München durchgeführt.

 

Proben

In der Regel führen wir die Analytik an flüssigen sowie festen Proben durch. Je nach Art der angewandten Methode und des Probenmaterials müssen die Proben (anorganische/organische) beispielsweise aufgeschlossen werden. Diese Aufbereitung erfolgt nach wissenschaftlich anerkannten Verfahren aus der Forschung und kann vollständig von uns durchgeführt werden. Für die Analytik an der ICP-MS, ICP-OES sowie der RFA wird Festkörpermaterial während der Grobpräparation gebrochen und in analysenfeine Pulver gemahlen. Für die Pulvermessungen an der RFA werden definierte Materialmengen mit einem Schmelzmittel eingewogen und homogene Schmelztabletten hergestellt. Für die analytische Bestimmung an der ICP-MS und ICP-OES wird eine definierte Menge des Probenpulvers durch einen Säure-Druckaufschluss in Lösung gebracht. Nach verschiedenen Arbeitsschritten entsteht so eine Lösung, welche analysiert werden kann. Handelt es sich um fluide Proben werden diese bei Bedarf für die Messungen gefiltert.
Wir empfehlen Ihnen Ihr Untersuchungsmaterial von unseren qualifizierten Mitarbeitern aufbereiten zu lassen, da die Vermeidung von Fehlern schon bei einer professionellen Präparation beginnt. Diese wird durch uns sorgfältig und kontaminationsfrei nach gängigen Methoden aus Forschung und Wissenschaft durchgeführt.

 

Qualitätskontrolle

Zur Kontrolle unserer Analytik werden stets zertifizierte Standards mit analysiert und ausgewertet.

 

Anwendungen der Elementanalytik

Wir bieten Ihnen vielfältige wissenschaftliche Erfahrung und Kompetenz aus den folgenden Bereichen der Wirtschaft und Forschung an:

  • anorganische sowie organische Materialien
  • museale und archäologische Artefakte: Keramik, Elfenbein
  • geowissenschaftliche Proben: Gesteine, Rohstoffe, Bodenproben
  • Lebensmittel: Tee, Kaffee, Trinkwasser
  • elektronische Bauteile aller Art (Einzelbauteile)
  • metallische Legierungen aller Art (Überprüfung von Datenblättern)