Elementanalytik

Sämtliche Materialien – ob organische oder anorganische – 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 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 mittels 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 verwenden oder kombinieren diese entsprechenden Methoden je nach den Anforderungen an die Analyse. In speziellen Fällen kann es auch vorkommen, dass es sich bei Proben etwa um hochwertige/besondere Bauteile, Keramiken, archäologische Fundstücke oder um chemisch nur sehr schwer lösliche Materialien handelt. 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.

Die Analyse via ICP-MS (Induktiv gekoppelte Plasma Massenspektrometrie - Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) wird momentan an einer iCAP-TQe 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 zu ergänzen kann die Methode der induktiv gekoppelten optischen Emissions-Spektrometrie (ICP-OES) hinzugezogen werden.

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 (Optische Emissions-Spektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma - Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry) ebenfalls die Möglichkeit eine große Bandbreite an Elementen (insbesondere der Hauptelemente) in hoher Auflösung 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. Die Analysen führen wir mit einer iCAP XP Pro der Firma ThermoScientific© durch.

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.

Die PGAA wie auch die Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) ermöglichen 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, die Platingruppenelemente oder auch die Seltenen Erd-Elemente. Diese Methoden können sowohl an Festkörpern als auch an flüssigen und sogar gasförmigen Proben durchgeführt werden. Dabei werden Gamma-Strahlen emittiert und jede emittierte Energie kann elementspezifisch zugeordnet werden. PGAA und NAA Analysen werden bei Bedarf kombiniert angewendet. Die PGAA/NAA Messungen werden am Forschungsreaktor des Heinz Maier-Leibnitz Zentrums (MLZ) in Garching bei München durchgeführt.

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 wird vollständig von uns durchgeführt. Für die Analytik an der ICP-MS, ICP-OES sowie der RFA wird Festkörpermaterial während der Präparation 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 dagegen 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. Damit garantieren wir eine hohe Datenqualität und natürlich auch eine kontaminationsfreie Analytik.

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

Wir bieten Ihnen vielfältige wissenschaftliche Erfahrung und Kompetenz der Analytik unterschiedlichster anorganischer sowie organischer Materialienaus den folgenden Bereichen der Wirtschaft und Forschung an:

• Museale und archäologische Artefakte: Keramik, Elfenbein
• Geowissenschaftliches Probenmaterial: Gesteine, Rohstoffe, Bodenproben
• Lebensmittel: Tee, Kaffee, Trinkwasser
• Elektronische Bauteile aller Art (Einzelbauteile)
• Metallische Legierungen aller Art (Überprüfung von Datenblättern)