Ortsaufgelöste Analyse von Uranspezies mittels einem Gekoppelten System aus Konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie (CLSM) und Laser Induzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIFS)

摘要

The fluorescent properties of uranium when excited by UV light are used increas­ingly for spectroscope analyses of uranium species within watery samples. Here, along­side the fluorescent properties of the hexa-valent oxidation phases, the tetra and pen-tavalent oxidation phases also play an in­creasingly important role. The detection of florescent emission spectrums on solid and biological samples using (time-resolved) la­ser induced fluorescence spectroscopy (TRLFS or LIFS respectively) has, however, the disadvantage that no statements re­garding the spatial localisation of the urani­um can be made. However, particularly in complex, biological samples, such state­ments on the localisation of the uranium enrichment in the sample are desired, in or­der to e.g. be able to distinguish between intra and extra-cellular uranium bonds. The fluorescent properties of uranium (VI) compounds and minerals can also be used to detect their localisation within complex samples. So the application of flu­orescent microscopic methods represents one possibility to localise and visualise uranium precipitates and enrichments in biological samples, such as biofilms or cells. The confocal laser-scanning micros­copy (CLSM) is especially well suited to this purpose. Coupling confocal laser-scanning mi­croscopy (CLSM) with laser induced fluorescence spectroscopy (LIFS) makes it possible to localise and visualise fluores­cent signals spatially and three-dimension-ally, while at the same time being able to detect spatially resolved, fluorescent-spec-troscopic data. This technology is charac­terised by relatively low detection limits from up to 1·10~(-6) M for uranium (VI) com­pounds within the confocal volume.%Die fluoreszierenden Eigenschaften des Urans bei Anregung mit UV-Licht werden zunehmend für spektroskopische Analysen von Uranspezies innerhalb wässriger Proben eingesetzt. Dabei spielen neben den Fluoreszenzeigenschaften der 6-wertigen Oxidationsstufe auch zunehmend die der 4- und 5-wertigen Oxidationsstufe eine wichtige Rolle. Die Detektion von Fluoreszenzemissionsspektren an festen bzw. biologischen Proben mittels (zeitaufgelöster) laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (TRLFS bzw. LIFS) hat jedoch den Nachteil, dass keine Aussagen zur räumlichen Lokalisation des Urans möglich sind. Gerade in komplexen, biologischen Proben sind jedoch Aussagen zum Ort der Urananreicherung in der Probe erwünscht, um z.B. zwischen intra- und extrazellulären Uran-anbindungen unterscheiden zu können. Die Fluoreszenzeigenschaften der Uran(VT)verbindungen und -minerale können auch zu deren Lokalisation innerhalb von komplexen Proben genutzt werden. So stellt die Anwendung fluoreszenzmikroskopischer Messmethoden eine Möglichkeit dar, Uranpräzipitate und Anreicherungen in biologischen Proben wie Biofilmen oder Zellen zu lokalisieren und zu vi-sualisieren. Die konfokale Laser-scanning Mikroskopie (CLSM) eignet sich hierbei besonders. Eine Kopplung der konfokalen Laser-scanning Mikroskopie (CLSM) mit der laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) ermöglicht es Fluoreszenzsignale räumlich, 3-dimensional zu lokalisieren und zu visualisieren sowie gleichzeitig ortsaufgelöste, fluoreszenz-spektroskopi-sche Daten zu detektieren. Dabei zeichnet sich diese Technik durch relativ niedrige Nachweisgrenzen von bis zu 1·10~(-6) M für Uran(VI)verbindungen innerhalb des konfokalen Volumens aus.