Speziationsanalytik Charakterisierung von Elementspezies

Die Speziationsanalytik von Elementen erlaubt eine detailiertere Bewertung von Nutzen und/oder Risiko von in einer Probe vorhandenen Elementen. Die Spezies oder chemische Form, auch der Oxidationszustand, von Elementen bestimmt deren Mobilität, Bioverfügbarkeit und Toxizität. Da diese Eigenschaften je nach der Spezies, in der ein Element vorliegt, stark variieren, ist eine präzise Bestimmung in Umwelt-, Lebensmittel- und landwirtschaftlichen Proben sowie in Konsumgütern oft unerlässlich, um sie klassifizieren zu können.

Speziationsanalytik in der Produktsicherheitsüberwachung

Da ein Element allein auf Grund seines Oxidationszustandes essentiell oder giftig sein kann, ist die Bestimmung von Elementspezies im Rahmen der Produktsicherheitsüberwachung von entscheidender Bedeutung. Nahrungsmittel und Getränke können allein durch natürliche Quellen mit toxischen Elementen belastet sein, wie beispielsweise Reis aus Gebieten mit einer hohen natürlichen Konzentration von Arsen. Bei Konsumgütern, wie Textilien, Kunststoffe, Leder oder Spielzeug können komplexe Produktionsschritte oder die Behandlung mit Chemikalien eine Belastung mit giftigen Elementspezies verursachen. Kontakt mit der Haut oder eine orale Aufnahme könnten dann zu schweren Vergiftungen führen. In der Pharmaindustrie müssen einzelne Elemente per Speziationsanalyse charakterisiert werden, um die Unbedenklichkeit der pharmazeutischen Produkte sicherzustellen. 

Speziationsanalytik in der Umweltüberwachung

In der Umweltüberwachung werden verschiedene Probenmatrizes und Quellen auf Spezies von Arsen, Selen, Chrom, Quecksilber, Cadmium und anderen untersucht, um deren chemische Auswirkungen auf natürliche Kreisläufe zu erkennen und Maßnahmen einzuleiten. Abwässer und Emissionsquellen beispielsweise können die Umwelt mit  Schadstoffen belasten die komplexe Reaktionen eingehen, neue Spezies bilden und über die Nahrungskette ein potenzielles Risiko für Organismen darstellen. Aber auch natürliche Quellen können Ursache für Verunreinigungen in Wasser, Boden oder Luft sein. 

Speziationsanalytik in der Forschung

Da die Speziationsanalytik ein detaillierteres Verständnis über natürliche Kreisläufe und Stoffwechselwege von Elementen und deren Spezies ermöglicht, ergeben sich daraus unzählige Forschungsfelder zur Wirkung von Elementspezies auf Organismen und einer zuverlässigen Risikobewertung hinsichtlich ihrer Toxizität. Zu nennen sind hier beispielsweise die Forschung zu Gadolinium-basierten Magnetresonanztomographie (MRI) –Kontrastmitteln oder die Untersuchung von Arsenspezies in marinen Organismen.

Die Anwendung von LC-und IC-ICP-MS zur Speziationsanalytik

Verschiedene Techniken ermöglichen die Trennung und den Nachweis von Elementspezies. Die Kopplung aus Flüssigchromatographie oder Ionenchromatographie zur Trennung der Spezies und induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) zur Detektion hat sich als nachweisstarke Technik etabliert. Dank ihrer Nachweisstärke ermöglicht die ICP-MS die zuverlässige Bestimmung von Ultraspuren potentiell schädlicher Elementspezies in verschiedensten Anwendungsbereichen. 

Die Geräte der PlasmaQuant MS-Serie bieten mit ihrer außerordentlich hohen Empfindlichkeit neben der Routineanalytik im Rahmen der Produktqualitäts- und Produktsicherheitskontrolle eine optimale Lösung für die Forschung. Mit der PQ LC-Serie für Flüssig- und Ionenchromatographie bietet Analytik Jena eine eigene Lösung für die LC-ICP-MS-Kopplung. Darüber hinaus sind die Geräte der PlasmaQuant MS-Serie auch mit anderen HPLC-Systemen koppelbar und können in bestehende Laborlandschaften integriert werden.

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