DE202004005991U1 - Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelementen-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe - Google Patents

Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelementen-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe Download PDF

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Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe mit einem Laser, einer optischen Säule für die Laserstrahlformung, einer Probenkammer, die über einen Teller auf einem X-Y-Z-Verfahrtisch angeordnet ist und die einen Probenkammerdeckel mit einem optischen Quarzfenster aufweist, einem Massenspektrometer, einem Versorgungssystem und einem Steuerungs- und Überwachungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (2) einen gaußgekoppelten Resonator (4) und einen hochreflektiven Rückspiegel (5) und die optische Säule (11) ein Aufweiteobjektiv (6) und ein Hoch-Apertur-Laserobjektiv (3) umfassen und dass parallel zur optischen Säule (11) ein Auflicht-Mikroskop (7) mit einer Auflicht-Polarisationseinrichtung (8) und einer CCD-Kamera (13) vorgesehen ist, wobei die optische Säule (11) und das Auflicht-Mikroskop (7) gemeinsam an einem X-Verfahrtisch (10) angeordnet sind

Description

  • Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe mit einem Laser, einer optischen Säule für die Laserstrahlformung, einer Probenkammer, die über einen Teller auf einem X-Y-Z-Vertahrtisch angeordnet ist und die einen Probenkammerdeckel mit einem optischen Quarzfenster aufweist, einem Massenspektrometer, einem Versorgungssystem und einem Steuerungs- und Überwachungssystem.
  • Eisschichten und Gletscher in polaren Regionen entstehen durch kontinuierliche Deposition von Schnee. Aerosole marinen, terrestrischen, anthropogenen und kosmischen Ursprungs lagern sich auf dem polaren Schnee und Eis ab. So dienen die riesigen Schnee- und Eisflächen der Polargebiete als Klimaarchive und liefern einen wertvollen Einblick in bis zu 900.000 Jahre Erdklimageschichte. Umweltbedingte Veränderungen können als chemische und physikalische Parameter in Eiskernen detektiert werden, die aus den Eisschichten und Gletschern herausgebohrt werden. Unter den chemischen Parametern interessieren insbesondere die Spurenelemente, da durch sie auf unbeeinflusste Umweltveränderungen und Umweltverschmutzungen durch anthropogene Einwirkung geschlossen werden kann. Analytische Techniken und Vorrichtungen wurden entwickelt, um derartige Ultraspuren in den zur Verfügung stehenden, äußerst begrenzten Eiskernvolumina nachweisen zu können. Dabei stehen Faktoren wie eine hohe zeitliche und örtliche Auflösung und eine möglichst geringe Kontamination des Probenmaterials während der Analyse im Vordergrund.
  • Aus der DE 199 34 561 C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung für die hoch ortsaufgelöste Spurenelementanalyse von gefrorenen Proben, insbesondere Eisproben aus den Polarregionen, bekannt, von der die vorliegende Neuerung als nächstliegendem Stand der Technik ausgeht. Das mit der bekannten Vorrichtung durchführbare Analyseverfahren ermöglicht die Analyse von Elementsignaturen in einer gefrorenen Probe mit einer Ortsauflösung bis herunter auf 300 μm. Ein fokussierter Infrarot-(IR)-Laser trägt Material von der Oberfläche der Eisprobe ab, die sich in einer extra für dieses Verfahren entwickelten kühlbaren Probenkammer mit der geschützten Bezeichnung CryoLAC® ( DE 302 42 231 ) befindet. Die Probenkammer ist über einen Teller auf einem X-Y-Z-Vertahrtisch angeordnet und weist einen Probenkammerdeckel mit einem optischen Quarzfenster auf. Die Bewegung des X-Y-Z-Verfahrtisches wird von einem Steuerungssystem gesteuert. Ein Transportgasstrom überführt das ablatierte Probenmaterial in ein Massenspektrometer mit einem induktiv gekoppelten Plasma ICP-MS (beispielsweise ELAN 6000, Sciex, Perkin-Elmer), in dem die chemischen Elemente als Ionen detektiert werden. Die Kühl- und Transportgase werden in einem Versorgungssystem geleitet.
  • Die Grenze der maximalen Ortsauflösung bei der bekannten Vorrichtung ist bedingt durch den eingesetzten Laser (beispielsweise DCR-11, Spectra Physics), die verwendete Wellenlänge von λ=1064 nm sowie durch weitere nachgeschaltete optische Komponenten, die die optische Säule für die Laserstrahlformung bilden. Limitierend für die erreichbare Ortsauflösung wirkt auch das eingesetzte Quadrupol-Massenspektrometer, da es als scannendes System alle Massen nacheinander analysiert und eine gewisse Zeit T benötigt, bis ein Messwert ausgegeben werden kann. Die Messzeit T ist damit abhängig von der Anzahl der zu analysierenden Massen. Justiert wird die Probe mittels einer ladungsgekoppelten Kamera (CCD Charged Coupled Device). Ein Justagelaser (roter Diodenlaser) als Teil eines Überwachungssystems zeigt ähnlich einer Zieleinrichtung durch einen kontinuierlichen roten Punkt den Ort des Einschusses des IR-Lasers auf der Probenoberfläche an.
  • Aus der Sicht von neuen wissenschaftlichen Fragestellungen ist die Aufgabe für die vorliegende Neuerung darin zu sehen, die bei der gattungsgemäßen Vorrichtung durch ihre Konstruktion auftretenden Beschränkungen zu überwinden. Insbesondere ist für eine hochortsaufgelöste Elementanalyse an Mikrostrukturen in gefrorenem Probenmaterial, beispielsweise Eis, Gewebe oder Sedimentkerne, eine Verbesserung der räumlichen Auflösung auf unter 100 μm bei gleichzeitiger Beibehaltung der Energiedichte, d.h. ohne Energieverlust des Laserstrahls notwendig. Als Lösung für diese Aufgabe werden neuerungsgemäß zum Teil weitreichende bauliche Veränderungen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen zur weiteren Qualitäts- und Komfortsteigerung der gattungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer Feststoffprobe sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die neuerungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines Analysevertahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer Feststoffprobe ermöglicht eine hochortsaufgelöste Analyse von gefrorenen Proben mit einem hohen Bedienungs- und Auswertungskomfort. Ausführungsbeispiele der neuerungsgemäßen Vorrichtung und vorteilhafte Weiterbildungen davon werden im konstruktiven Zusammenhang nachfolgend anhand der schematischen Figur näher erläutert. Die baulichen Veränderungen betreffen das Lasersystem, die Strahlführung, die Visualisierung und Steuerung, die Probenkammer, den Aufbau und das Gehäuse und das Massenspektrometer der Vorrichtung. Das mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung durchführbare Analyseverfahren zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe wird grundsätzlich in der DE 199 34 561 C2 beschrieben. Die mit den baulichen Veränderungen an der neuerungsgemäßen Vorrichtung bewirkten Verfahrensmodifikationen werden im Folgenden im Zusammenhang mit der Beschreibung der baulichen Veränderungen im Detail näher beschrieben. Die in der DE 199 34 561 C2 offenbarte Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung und deren Ausführungsformen können auch bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung Anwendung finden.
  • Bauliche Veränderungen am Lasersystem
  • Ein herkömmlicher Nd:YAG-Laser (beispielsweise vom Typ DCR-11 der Fa. Spectra Physics) ist mit einem beugungsgekoppelten Resonator (DCR Diffraction Coupled Resonator) ausgerüstet. Ein derartiger Resonator hat einen Auskoppelspiegel mit einer mittig angeordneten scharf begrenzten hochreflektiven Beschichtung. Das gegebene Strahlprofil mit einer ringförmigen Energieverteilung (Donut-Profil) und einem stark variablen Intensitätspeak im Zentrum ist typisch für diesen Resonatortyp. Dieser mittige Intensitätspeak stört die nachgeschaltete Fokussieroptik (Quarzlinse) dann nicht, wenn die Zerstörschwelle der Quarzlinse nicht erreicht wird. Für die Verbesserung der räumlichen Auflösung ist der Durchmesser des fokussierten Laserstrahls von bisher 300 μm auf unter 100 μm reduziert worden. Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung 1 ist dafür ein Infrarot-Laser 2 (IR-Laser) mit einem Hoch-Apertur-Laserobjektiv 3 (HALO) ausgerüstet. Dessen Zerstörschwelle würde aber durch den zentralen Intensitätspeak überschritten werden. Daher ist in den Infrarot-Laser 2 ein gaußgekoppelter Resonator 4 (GCR Gaussian Coupled Resonator) eingebaut. Dieser Resonatortyp hat einen Auskoppelspiegel mit einer ebenfalls mittig angeordneten reflektiven Beschichtung, deren Reflexionsgrad jedoch radial nach außen, d.h. zu den Strahlrändern hin abnimmt. Mit diesem Resonatordesign wird eine homogene gaußähnliche Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt erreicht, d.h. ein störender mittiger Intensitätspeak ist nicht mehr vorhanden. Ferner umfasst der Infrarot-Laser 2 einen hochreflektiven Rückspiegel 5, durch den eine Verringerung der Strahlaufweitung (Divergenz) auf unter 0,5 mrad erreicht wird. Dies verbessert weiter die Strahleigenschaften in Hinblick auf die Fokussierung.
  • Bauliche Veränderungen an der Optik/Strahlführung
  • Um die für die wissenschaftliche Fragestellungen erforderliche Auflösung von unter 100 μm zu erreichen, ist der Einsatz einer neuen Strahlführung erforderlich. Die Vorraussetzungen für den Einsatz neuer Optiken von Seiten des Infrarot-Lasers 2 sind im Zusammenhang mit den oben beschriebenen, baulichen Veränderungen am Lasersystem erfüllt. Die baulichen Veränderungen an der Strahlführung beinhalten den Einsatz des Hoch-Apertur-Laserobjektivs 3 (HALO) und eines Aufweiteobjektivs 6 (AWT, beide Objektive beispielsweise von der Fa. Linos). In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung 1 wird das Aufweiteobjektiv 6 vor das Hoch-Apertur-Laserobjektiv 3 montiert. Der Laserstrahl wird zunächst durch das Aufweiteobjektiv 6 zweifach aufgeweitet, um den vollen Durchmesser des Hoch-Apertur-Laserobjektivs 3 auszunutzen. Die damit verbundene Divergenzverringerung bedingt eine weitere Verringerung des Durchmessers im Fokus. Hoch-Apertur-Laserobjektiv 3 und Aufweiteobjektiv 5 sind speziell zueinander gehaltert und justiert.
  • Bauliche Veränderungen an der Visualisierung und Steuerung
  • Die wissenschaftliche Fragestellung erfordert den Einbau eines Auflicht-Mikroskops 7 (80fache Vergrößerung) mit einer Auflicht-Polarisationseinrichtung 8 zur Beobachtung und Justage von Mikrostrukturen in einer gefrorenen Probe 9, die in der Größenordnung von 10 μm – 100 μm liegen. In einer vorteilhaften Vorrichtung ist auf einem X-Verfahrtisch 10 (beispielsweise Fa. Steinmeyer, Genauigkeit 10 μm) das Auflicht-Mikroskop 7 mit einem Bildschirm (beispielsweise Fa. Opto) zur Darstellung der gescannten Probenoberfläche gekoppelt und zusammen mit dem Hoch-Apertur-Laserobjektiv 3 und dem Aufweiteobjektiv 6 gehaltert. Eine auch aus diesen Komponenten bestehende optische Säule 11 und das Auflicht-Mikroskop 7 sind dabei in einem fest definiertem konstanten Abstand zueinander angeordnet.
  • Durch Verfahren des X-Verfahrtisch 10 kann entweder das Auflicht-Mikroskop 7 (Mikroskop-Modus) oder die optische Säule 11 (Laser-Modus) über die in einer Probenkammer 12 angeordnete gefrorene Probe 9 in Position gebracht werden. Im Mikroskop-Modus wird die gefrorene Probe 9 anvisiert bzw. justiert für den nachfolgenden Beschuss im Laser-Modus. Das Auflicht-Mikroskop 7 beinhaltet eine CCD-Kamera 13, deren Live-Bild in einer speziellen Steuerungssoftware 14 eingebunden wird. Zu analysierende Punkte, Linien oder Flächen auf der gefrorenen Probe 9 werden über die Steuerungssoftware 14 markiert. Beim Wechsel in den Laser-Modus wird das Live-Bild der CCD-Kamera 13 eingefroren (Standbild). Der Laserstrahl feuert exakt auf die zuvor über das Auflicht-Mikroskop 7 markierten Positionen. Eventuelle Offsets, die durch Temperaturschwankungen oder Unregelmäßigkeiten beim Verfahren des X-Verfahrtisch 10 oder eines X-Y-Z-Verfahrtisches 15, auf dem die Probenkammer 12 angeordnet ist, entstehen, können durch die Steuerungssoftware 14 korrigiert werden. Nach der Analyse kann erneut in den Mikroskop-Modus gewechselt werden, um die beschossenen Stellen auf der Oberfläche der gefrorenen Probe 9 zu beobachten. Die Steuerungssoftware 14 bietet die Möglichkeit, die über die CCD-Kamera 13 erhaltenen Live-Bilder zwecks Archivierung in einem geeigneten Format zu speichern. Die auf der allgemein verwendeten Programmiersprache „Lab View" basierende Steuerungssoftware 14 steuert die Betriebsparameter des Infrarot-Lasers 2, den X-Y-Z-Verfahrtisches 15 der Probenkammer 12, den X-Verfahrtisch 10 mit Auflicht-Mikroskop 7 und optischer Säule 11, den Zoom des Auflicht-Mikroskops 7 sowie die Bildaufnahme über die CCD-Kamera 13. In einer dritten festgelegten Position des X-Verfahrtisches 10 (Power-Meter Modus) wird die optische Säule 11 für die Laserenergie-Messung in den Bereich eines gehalterten Messkopf 16 eines Power-Meters 17 gefahren. Der Messkopf 16 des Power-Meters 17 befindet sich dann zwischen einem Umlenkspiegel 18 und dem Aufweiteobjektiv 6.
  • Bauliche Veränderungen an der Probenkammer
  • In einer vorteilhaften Vorrichtung ist der Probenkammerdeckel 19 der Probenkammer 12 mit einem Schraubgewinde versehen. Die aus dem Stand der Technik bekannte Probenkammer weist einen über fünf Schrauben fest verschraubten Deckel. Zum Abnehmen des Probenkammerdeckels 19 wird ein abnehmbarer Haltegriff (in der Figur nicht dargestellt) über zwei Haltebohrungen 20 im Probenkammerdeckel 19 fixiert. Der Probenkammerdeckel 19 ist so einfacher und schneller zu öffnen bzw. zu schließen, was vorteilhaft ist für den Probenwechsel. Für Wartungszwecke muss die Probenkammer 12 aus dem Gehäuse entfernt werden. Dafür ist es vorteilhaft, die Schlauchanschlüsse so zu gestalten, dass die Schläuche durch einfaches Lösen von Überwurfmuttern zu entfernen sind. Dies wird für die Kühlleitung, bestehend aus Metallschläuchen, durch selbst gefertigte Anschlussstutzen 21 mit Gewinde an der Probenkammer 12 realisiert (die bekannte Probenkammer weist hier nicht komfortable Schlaucholiven auf). Weiterhin ist der Argongas-Eingang mit einem Schraubgewinde versehen. Die Probenkammer 12 wird auf einem zylindrischen Teller 22, der auf dem X-Y-Z-Verfahrtisch 15 aufgeschraubt ist, gehaltert. Der Teller 22 hat einen Rand, durch den die Probenkammer 12 fixiert wird Bei der bekannten Vorrichtung ist der Teller mit einer rutschfesten Unterlage (Elefantenhaut) ausgelegt, die jedoch bei Bildung von Kondenswasser ihre Wirkung verliert. Als bauliche Veränderung gegenüber der bekannten Vorrichtung ist es daher vorteilhaft, die Probenkammer 12 mit dem Teller 22 durch Madenschrauben 23 zu fixieren, um eine Bewegung der Probenkammer 12 während der Messung zu unterbinden. Vier Madenschrauben 23 werden an gegenüberliegenden Seiten durch den Rand (Gewindebohrung) des Tellers 22 leicht in die äußere Teflon-Schale der Probenkammer 12 gebohrt. Damit ist die Probenkammer 12 auf dem Teller 22 fixiert. Der Teller 22 enthält eine Vorrichtung für den Ablauf von kondensiertem Wasser (kleines Ablaufrohr).
  • Alle Dichtungen der Probenkammer 12 sind als Silikondichtungen für Temperaturen bis –50°C ausgeführt (bekannt : Viton, bis –20°C). Bei längerem Temperieren der Probenkammer 12 auf z.B. –45°C kommt es zu einem Beschlagen des optischen Quarzfensters 24 im Probenkammerdeckel 19, insbesondere bei erhöhten Umgebungstemperaturen im Sommer und höherer Luftfeuchtigkeit. In einer vorteilhaften Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung 1 wird die Optik der Probenkammer 12 mittels einer fest installierten feinen Düse 25 mit einem leichten Fluss getrockneter Pressluft überströmt. Zur Vermeidung von messwertbeeinflussenden Kontaminationen ist weiterhin der Aufbau der gesamten neuerungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem klimatisierten Reinraum vorteilhaft.
  • Bauliche Veränderungen an Aufbau und Gehäuse
  • Für die Umsetzungen der vorteilhaften baulichen Veränderungen wurde das bekannte Gehäuse durch ein stabiles Aluminium-Profil (beispielsweise Fa. Rexroth, in der Figur nicht dargestellt) ersetzt. Der neue Aufbau bietet genügend Platz für die Realisierung der erforderlichen baulichen Veränderungen (Optik, Mikroskop) sowie für zukünftige Erweiterungen (beispielsweise Frequenzvervielfachung). Das Aluminium-Profil wird zum Schutz des Personals vor evt. austretender Laserstrahlung bzw. zum Schutz der Vorrichtung vor Staub mit schwarz eloxierten Aluminium-Platten verschlossen. Schiebetüren gewährleisten einen guten Zugang von allen Seiten der Vorrichtung für Probenwechsel bzw. Wartungsarbeiten. Zum Schutz der im unteren Bereich des Aluminium-Profils angebrachten Elektronik vor evt. austretendem Kühlmedium oder Kondenswasser aus oder von der Probenkammer 12 sind Schutzwannen aus Stahlblech unterhalb der Probenkammer 12 bzw. der Metallschläuche angebracht.
  • Bauliche Veränderungen am ICP-Massenspektrometer
  • Das in der bekannten Vorrichtung verwendete Quadrupol-ICP-Massenspektrometer (Q-ICP-MS, beispielsweise ELAN 6000 der Firma Perkin-Elmer/Sciex) ist ein scannendes System. Ionen werden nach ihrem Masse-zu-Ladungsverhältnis in einem Quadrupolfeld gefiltert und nach aufsteigender Masse (einfach geladen) am Detektor nacheinander gezählt. Pro Massepunkt wird eine feste Messzeit (dwell-time ≥ 10ms) benötigt, sodass sich die Messzeit quasi linear mit der Anzahl der zu messenden Isotope verlängert. Je mehr Elemente bzw. Massen analysiert werden sollen, desto mehr Zeit benötigt das Q-ICP-MS für einen Massenscan. Für transiente (zeitabhängige) Signale ist das ein gravierender Nachteil. Wenn sich die analytische Information (Elementkonzentration) während der Analysenzeit schnell ändert, kommt es zu Fehlmessungen bzw. erhöhten Standardabweichungen. Für stark zeitabhängige Analytsignale, wie sie beispielsweise bei der Laserablation von Eisproben zu finden sind, ist daher der Einsatz eines simultan messenden Massenspektrometers 26, z.B. eines Flugzeitmassenspektrometers ICP-TOFMS (TOF Time Of Flight), vorteilhaft. Die Grundidee hierbei ist, dass Ionen mit unterschiedlichem Masse-zu-Ladungsverhältnis (m/e) unterschiedliche Zeiten benötigen, um eine feste Driftstrecke im Instrument kräftefrei zu passieren. Die Auftrennung der Massen erfolgt also nach der Flugzeit, beginnend von einem für alle Massen gleichen Startzeitpunkt (simultane Messung). Das konzipierte Massenspektrometers 26 (beispielsweise Fa. Analytik Jena, basierend auf der Entwicklung im ISAS Berlin) generiert 25000 komplette Spektren (Masse 7-260) pro Sekunde. Damit kann ein transientes Messsignal mit einem Zeitraster von 40 μs ohne Beschränkung der Anzahl der gemessenen Isotope abgetastet werden.
  • 1
    neuerungsgemäße Vorrichtung
    2
    Infrarot-Laser
    3
    Hoch-Apertur-Laserobjektiv
    4
    gaußgekoppelter Resonator
    5
    hochreflektiver Rückspiegel
    6
    Aufweiteobjektiv
    7
    Auflicht-Mikroskop
    8
    Auflicht-Polarisationseinrichtung
    9
    gefrorene Probe
    10
    X-Verfahrtisch
    11
    optische Säule
    12
    Probenkammer
    13
    CCD-Kamera
    14
    Steuerungssoftware
    15
    X-Y-Z-Verfahrtisch
    16
    Messkopf
    17
    Power-Meter
    18
    Umlenkspiegel
    19
    Probenkammerdeckel
    20
    Haltebohrung
    21
    Anschlussstutzen
    22
    Teller
    23
    Madenschraube
    24
    optisches Quarzfenster
    25
    Düse
    26
    Massenspektrometer

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens zur Detektion von räumlichen Spurenelement-Verteilungsmustern in einer gefrorenen Probe mit einem Laser, einer optischen Säule für die Laserstrahlformung, einer Probenkammer, die über einen Teller auf einem X-Y-Z-Verfahrtisch angeordnet ist und die einen Probenkammerdeckel mit einem optischen Quarzfenster aufweist, einem Massenspektrometer, einem Versorgungssystem und einem Steuerungs- und Überwachungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (2) einen gaußgekoppelten Resonator (4) und einen hochreflektiven Rückspiegel (5) und die optische Säule (11) ein Aufweiteobjektiv (6) und ein Hoch-Apertur-Laserobjektiv (3) umfassen und dass parallel zur optischen Säule (11) ein Auflicht-Mikroskop (7) mit einer Auflicht-Polarisationseinrichtung (8) und einer CCD-Kamera (13) vorgesehen ist, wobei die optische Säule (11) und das Auflicht-Mikroskop (7) gemeinsam an einem X-Verfahrtisch (10) angeordnet sind
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Power-Meter (17) mit einem Messkopf (16) zur Messung der Laserstrahlenergie vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuerungs- und Übewachungssystem eine spezielle Steuerungssoftware (14) für eine abwechselnde Positionierung der optischen Säule (11) oder des Auflichtmikroskops (7) oberhalb der gefrorenen Probe (9) vorgesehen ist
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Steuerungssoftware (14) auch die Positionierung der optischen Säule (11) im Bereich des Messkopfs (16) des Power-Meters (17) und/oder die Bilderfassung über die CCD-Kamera (13) steuert sowie zu analysierende Punkte, Linien oder Flächen auf der gefrorenen Probe (9) markiert und Offsets durchführt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenspektrometer als simultan messendes Massenspektrometer (26), insbesondere als Flugzeitmassenspektrometer, ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkammerdeckel (19) mit einem Schraubgewinde auf der Probenkammer (12) befestigt ist und dass zum Bewegen des Probenkammerdeckels (19) ein abnehmbarer Haltegriff vorgesehen ist, der über zwei Haltebohrungen (20) im Probenkammerdeckel (19) fixiert wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen im Versorgungssystem Anschlussstutzen (21) mit Gewinde aufweisen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (12) auf dem Teller (22) durch Madenschrauben (23) fixiert ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Dichtungen der Probenkammer (12) als Silikondichtungen ausgeführt sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich oberhalb des optischen Quarzfensters (24) im Probenkammerdeckel (19) eine feine Düse (25) zum Auslass getrockneter Pressluft fest installiert ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung in einem klimatisierten Reinraum vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse aus einem stabilen Aluminium-Profil mit schwarz eloxierten Aluminium-Platten als Schiebetüren vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Probenkammer (12) und der Leitungen im Versorgungssystem Schutzwannen aus Stahlblech vorgesehen sind.
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