Standard-Additionsverfahren

Grundprinzip und Zweck

Das Standard-Additionsverfahren, auch Standardzumischmethode, ist ein Kalibrierverfahren der Analytischen Chemie für quantitative Bestimmungen. Es dient dazu, die Konzentration eines Analyten, also des nachzuweisenden Stoffes, in einer Probe zu bestimmen. Dabei wird der Probe ein Standard zugesetzt: eine bekannte Menge des Analyten.

Die Methode ist besonders wichtig, wenn die Probenmatrix das Messsignal beeinflusst. Als Matrix bezeichnet man alle Bestandteile der Probe außer dem gesuchten Analyt. Solche Matrixeffekte können bei einer gewöhnlichen Kalibrierung zu falschen Ergebnissen führen.

Ablauf und Auswertung

Bei einer üblichen Kalibrierung stellt man zunächst eine Verdünnungsreihe mit bekannten Analyt-Konzentrationen aus einer Standardlösung her. Die Messgröße wird gegen diese Konzentrationen aufgetragen. Durch Regressionsanalyse der Datenpaare erhält man eine Kalibrierfunktion, mit der später unbekannte Konzentrationen berechnet werden.

Beim Standard-Additionsverfahren wird dagegen derselben Probe mehrmals eine ansteigende Menge Analyt hinzugefügt. Nach jeder Zugabe bestimmt man die Messgröße und damit den Zuwachs des Analytsignals. Aus den Messwerten wird mittels linearer Regression eine Gerade bestimmt. Ihr Schnittpunkt liefert die Konzentration des Analyten in der ursprünglichen Probe. Die Kalibrierfunktion wird somit direkt aus der Probe erzeugt; das Hinzufügen von Analyt wird auch als „spiken“ bezeichnet.

Optimalerweise liegt die zugesetzte Analytmenge in derselben Größenordnung wie die Konzentration des Analyten in der ursprünglichen Probe. Dafür ist eine gewisse Vorkenntnis über den Probengehalt nötig.

Einsatz, Voraussetzungen und Grenzen

Standardaddition kann instrumentelle Fehler und Interferenzen minimieren. Sie wird vor allem bei niedrigen Konzentrationen eingesetzt, etwa in der Spurenanalytik und bei Untersuchungen von Wiederfindungsraten zur Methodenvalidierung. Sie ist vorteilhaft, wenn der Matrixeffekt das Analytsignal stark beeinflusst. Für eine normale Kalibrierung wären dann matrixangepasste Kalibrierstandards nötig, die meist nicht verfügbar sind. Auch das Verfahren des internen Standards ist bei komplexen Probenmatrices nur begrenzt geeignet.

Voraussetzungen sind ein lineares Ansprechverhalten der analytischen Methode und die exakte Dosierbarkeit des Analyten als Standardzusatz. Der wesentliche Vorteil besteht in der Korrektur von Matrixeffekten. Nachteile sind der höhere Arbeitsaufwand und mögliche Probleme, wenn durch die Zusätze der lineare Bereich der analytischen Methode überschritten wird.