Schematische Darstellung der Laserablation einer Fibroblastzelle nach Aufnahme von cadmiumhaltigen Nanopartikeln und Cadmium-Verteilung in der Zelle
Quelle: BAM, Fachbereich Anorganische Spurenanalytik
Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) ist eine etablierte, sehr empfindliche Analysenmethode für die Bestimmung von Elementspuren. Die Kopplung eines Laserablationssystems mit einem ICP-Massenspektrometer ermöglicht die direkte Analyse fester Proben ohne eine aufwändige Probenvorbereitung. Beim Abscannen der Probe mit einem fokussierten Laserstrahl wird das Material nach und nach abgetragen und anschließend mittels eines ICP-Massenspektrometers analysiert. Auf diese Weise kann ein zwei-dimensionales Bild der Elementverteilung in der analysierten Probe mit einer Ortsauflösung bis hinunter zu 1 µm erzeugt werden. Deshalb wird die Laserablations-ICP-MS auch als Elementmikroskopie bezeichnet.
Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit Forschern von der Universität Oviedo (Spanien) wurde ein neuartiges Laserablationssystem charakterisiert. Für die Optimierung der Ablationsparameter wurde die Form und Morphologie der Laserkrater mit Rasterkraftmikroskopie (AFM) gemessen. Basierend auf der entwickelten Messmethode für die Laserablations-ICP-MS konnte die Verteilung von Goldnanopartikeln sowie cadmiumhaltigen Quantum Dots (fluoreszierende Nanopartikel aus Halbleitermaterial) in einzelnen Zellen bestimmt werden. Die Ergebnisse zeigen das Potential dieser Technik, die einen Einblick in die Wechselwirkung zwischen Nanopartikeln und Zellen ermöglicht.
Prof. Dr. Jorge Pisonero, Department für Physik, Universität Oviedo (Spanien) hatte die Möglichkeit als Gastwissenschaftler an der BAM zu arbeiten.
Critical evaluation of fast and highly resolved elemental distribution in single cells using LA-ICP-SFMS
J. Pisonero, D. Bouzas-Ramos, Heike Traub, Brunero Cappella, C. Alvarez-Llamas, Silke Richter, J. C. Mayo, J. M. Costa-Fernandez, N. Bordel, Norbert Jakubowski
Journal of Analytical Atomic Spectrometry, May 2018, Advance Article
BAM Abteilung Analytische Chemie; Referenzmaterialien, Fachbereich Anorganische Spurenanalytik und Abteilung Materialschutz und Oberflächentechnik, Fachbereich Makro-Tribologie und Verschleißschutz