Mikrobereichsanalytik an marinen Biomineralisationsprodukten (PDF)

Diplomarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Chemie - Analytische Chemie, Note: 1,0, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (Institut für Anorganische Chemie), Sprache: Deutsch, Abstract: Mithilfe der Biomineralisation reichern selbst kleine marine Organismen kontrolliert anorganische Bestandteile im Körper an. So akkumulieren Copepoden (Ruderfusskrebse) spezifische Elemente in ihren mandibularen Gnathobasen. Die Gründe für eine solche Anreicherung sind verschieden, resultieren aber immer in einer Optimierung von Materialeigenschaften gezielter Körperregionen. Härte, mechanische Flexibilität, spezifisches Gewicht, Farbe und Haptik sind nur einige Materialeigenschaften, die hierbei eine immense Rolle spielen. Die mandibularen Gnathobasen der verschiedenen Copepoden unterscheiden sich nicht nur hinsichtlich ihrer Morphologie, sondern zudem in der elementaren und chemischen Zusammensetzung des entsprechenden Biomaterials.
Die Taxa der Copepoden bildet eine der artenreichsten aquatischen Lebenswelten überhaupt. Sie spielen innerhalb des marinen Zooplanktons eine entscheidende Rolle, da sie als Primärkonsumenten des Phytoplanktons die Nahrungsgrundlage vieler Meerestiere bilden. Erkenntnisse über die Ernährungsweise der Copepoden innerhalb der pelagischen Nahrungskette können genutzt werden, um deren ökologische Bedeutung für die betreffende Region verstehen zu können.
Um den Stellenwert solcher Biomaterialien besser einordnen zu können, muss eine solche Anreicherung analytisch nachgewiesen werden. Die Vielfalt der möglichen Analysenmethoden ist jedoch aufgrund der mikrometerskaligen Gnathobasen stark limitiert. In einem interdisziplinären Forschungsprojekt wurden mithilfe der Licht- und Rasterelektronenmikro¬skopie (REM), der Elektronenstrahlmikroanalyse mit energiedispersiver Röntgendetektion (ESMA/ EDX), der Protoneninduzierten Röntgenemissionsspektroskopie (PIXE) und der Laserablation-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (LA-ICP-MS) mandibulare Gnathobasen von acht ausgewählten Copepodenspezies aus dem Südpolarmeer und der Nordsee untersucht und arten-, sowie geschlechterspezifische Anreicherungen von Si, Al und einigen Nebengruppenelementen nachgewiesen.
Zur Kalibrierung der vorgestellten Analysentechniken wurden tablettierte Referenzstandards verwendet. Die Entwicklung einer Herstellungsmethode für solche matrixangepassten, tablettierten Referenzstandards wird vorgestellt. Die Präparation der Proben, sowie die für die Quantifizierung benötigten Standards waren dabei besondere analytische Herausforderungen.