Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

Element- und Partikelkonzentrationen in Zellen und Geweben werden in diesem Arbeitspaket mittels LA-ICP-MS bestimmt. Durch Optimierungen von kritischen Parametern wie Laserenergie, Vorschubgeschwindigkeit der Ablation und Geometrie der Ablationskammer wird die Methodik beständig weiterentwickelt, so dass eine Steigerung der lateralen Auflösung (ca. 2 µm) und eine Verkürzung des Zeitaufwandes für die Bilderzeugung zu erwarten ist. Der mit 213 nm im UV-Bereich arbeitende Laser erlaubt selbst die Bearbeitung transparenter Proben. Aufgrund der vollständigen Ablation der Proben mittels LA-ICP-MS werden zur Überprüfung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse vorangehende, zerstörungsfreie Analysemethoden herangezogen. Aufgrund der hohen Ortsauflösung im Mikrometerbereich und der Möglichkeit einer simultanen Multielementbestimmung wird hierfür die Mikroröntgenfluoreszenzanalyse (µXRF) eingesetzt. Zusätzlich zu den interessierenden Metallen können Elemente wie Schwefel und Phosphor detektiert werden, die sich dazu eignen, die Gewebestrukturen abzubilden. Eine Korrelation der Elementverteilungsbilder erlaubt daher die Lokalisierung der Analyten im Gewebedünnschnitt.


Während ein relativ hoher Kontrast für den Nachweis von Nanopartikeln im Gewebe für solche Elemente erwartet wird, deren native Konzentration im Gewebe niedrig ist (Ti, Ag, Zr, Ce und Au), ist ein Nachweis von Nanopartikeln für Elemente mit hoher Hintergrundkonzentration problematischer (Sr, Zn, Al, Si). Insbesondere für Partikel dieser Elemente soll die Leistungsfähigkeit der LA-ICP-MS untersucht werden. Ein besonderer Arbeitsschwerpunkt ist die Quantifizierung der Proben mit geeigneten matrix-angepassten Kalibrationsstandards. Für eine exakte Bestimmung müssen sie so präpariert werden, dass sie sich bezüglich der Wechselwirkung mit dem eintreffenden Laserstrahl wie das Probenmaterial verhalten, d.h. in gleicher Weise ablatiert werden können. Außerdem müssen ein der Realprobe ähnliches Transportverhalten zum Plasma sowie ein ähnliches Ionisationsverhalten der interessierenden Analyten im Plasma gewährleistet sein.


Die mit dieser LA-ICP-MS Methode erzielten Ergebnisse sollen mit den Ergebnissen der ToF-SIMS, CRM und HSI verglichen werden. Insbesondere vom Vergleich mit dem IBM wird eine hohe Aussagekraft erwartet