Le analisi quantitative di elementi in tracce e ultra-tracce sono eseguite utilizzando uno Spettrometro di Massa con sorgente plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) con analizzatore a quadrupolo. Tipicamente i campioni analizzati sono soluzioni liquide iniettate nel sistema e poi atomizzate dal plasma; è tuttavia possibile determinare le concentrazioni elementari anche di matrici solide grazie all’ablazione laser.

Grazie allo Spettrometro di Massa di Ioni Secondari (SIMS) si possono condurre anche analisi superficiali di materiali conduttori e isolanti, allo stato solido, con la possibilità di avere la determinazione qualitativa di quasi tutti gli elementi fino a concentrazioni di ppm o, per alcuni elementi, ppb. Il principio di funzionamento è il seguente: il campione da analizzare è posto in una camera a 10^-9 mbar e viene colpito da un fascio collimato di ioni O²⁺ che bombardando la superficie provocano l’emissione di particelle e la loro ionizzazione. Queste particelle vengono focalizzate nell’analizzatore a quadrupolo e identificate sulla base del loro rapporto massa/carica. Il potenziale della superficie del campione (se isolante) viene compensato con un fascio di elettroni a bassa energia. Con questa tecnica è possibile analizzare anche la distribuzione elementare in profondità (fino ad alcuni µm).