Das Funktionsprinzip des NanoSIMS
Bei dem CAMECA NanoSIMS 50L handelt es sich um ein Sekundärionenmassenspektrometer. Primärionen (Cäsium oder Sauerstoff) werden auf eine feste Probe „geschossen“ und die dadurch entstehenden Sekundärionen nach ihrer Masse getrennt. Bei den Sekundärionen handelt es sich meist um monoatomare Einheiten (12C-, 13C-, 16O-). Eine Ausnahme bildet z.B. der Stickstoff, der als Cluster (CN-) detektiert wird, da die Ionisierbarkeit von Stickstoff gering ist und nicht genügend einzelne Stickstoffionen (14N-) für eine Detektion gebildet werden.
Theoretisch können nahezu alle Elemente und ihre Isotope analysiert werden. Allerdings hängt die tatsächliche Analysierbarkeit von den erreichbaren Signalintensitäten ab. Diese ergeben sich aus der Häufigkeit des Atoms in der Probe, der matrixabhängigen Ionisierbarkeit sowie der Transmission im Gerät. Darüber hinaus ist sicherzustellen, dass das Signal richtig identifiziert werden kann und nicht von Störsignalen überlagert wird. Die Ausführung des NanoSIMS als Sektorfeldmassenspektrometer ermöglicht hier, dass die Signale gleicher nomineller Masse wie 13C und 12C1H getrennt werden können und isotopische Analysen bis in den Promille-Bereich machbar sind.
Das CAMECA NanoSIMS 50L bietet aufgrund seiner coaxialen Linsenoptik eine laterale Auflösung von bis zu 50 Nanometern. Es können 7 Massen gleichzeitig analysiert werden. Dies ermöglicht die paralelle Analyse mehrerer Isotopenspezies für z.B. einzelne Mikroorganismen oder kleinste Partikel. Bei Bildaufnahmen werden dabei üblicherweise Bereiche von 5*5 µm bis hin zu 50*50 µm mit einer Auflösung von z.B. 256*256 Bildpunkten untersucht.
Eine gute Übersicht über die Theorie der Sekundärionenmassenspetrometrie bietet folgende Seite: