CN104865239B - 等离子光谱分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供等离子光谱分析方法,使得等离子发光的再现性高。作为解决手段,本发明的等离子光谱分析方法特征在于,其包括检测通过施加电压而产生的等离子的发光的检测工序和不检测等离子的发光的非检测工序,反复进行所述检测工序和所述非检测工序,在所述检测工序中,交替地进行产生等离子的等离子产生工序和不产生等离子的等离子非产生工序。由此,能够提高等离子发光的再现性。
Description
技术领域
本发明涉及等离子光谱分析方法。
背景技术
作为元素分析的装置,公开有如下等离子产生装置:在具有狭小部的流路中产生气泡,并在所述气泡中产生等离子,测量所述狭小部中的发光(专利文献1)。但是,该装置存在等离子发光的再现性低这样的问题。
对此,为了消除作为再现性低下的原因的气泡滞留,公开了如下方法:使所述流路中的溶液移动,来去除所述气泡(专利文献2)。但是,为了使溶液移动,需要注射泵等排出构件,存在等离子产生装置大型化这样的问题。
此外,作为提高再现性的方法,提出了如下方法:将狭小部以外的区域作为等离子发光的测量部,测量针对1次电压施加产生的多次等离子中的第2次以后的等离子发光(专利文献3)。但是,根据这样的方法,也无法得到足够的再现性。
专利文献1:日本专利3932368号公报
专利文献2:日本特开2011-180045号公报
专利文献3:日本特开2012-185064号公报
发明内容
因此,本发明的目的在于提供例如等离子发光的再现性优异的等离子光谱分析方法。
为了解决所述本发明的问题,本发明的等离子光谱分析方法的特征在于,其包括以下工序:
检测工序,检测通过向电极系统施加电压而在容器中产生的等离子的发光;以及
非检测工序,不检测等离子的发光,
反复进行所述检测工序和所述非检测工序,
在所述检测工序中,交替地进行产生等离子的等离子产生工序和不产生等离子的等离子非产生工序。
本发明人进行深入研究,结果得到如下认识:等离子发光的再现性与因电压施加而产生的气泡相关,通过控制所述气泡的产生和成长,能够提高所述再现性。另一方面,在等离子光谱分析方法中,通常反复进行以下工序:通过电压施加产生等离子并检测等离子发光的检测工序;以及不检测等离子的发光的非检测工序,在所述检测工序中,连续地施加能够产生等离子的恒定的电压。针对这样的方法,本发明人发现,由于在所述检测工序中连续地施加所述恒定电压,产生的气泡无限制地成长,因此,在每1次的所述检测工序中,不能控制在哪个时刻所述狭小部被绝缘,因所述恒定电压的施加而产生等离子,其结果是,使等离子发光变得不稳定。因此,在所述检测工序中,不连续地施加能够产生等离子的恒定电压,而是交替地进行等离子的产生和等离子的不产生,由此控制气泡的产生和成长,其结果是,提高了等离子发光的再现性。根据这样的本发明的等离子光谱分析方法,例如,能够实现等离子发光的优异的再现性。因此,本发明例如在利用了等离子产生的元素等的分析中极为有用。
附图说明
图1是示出在本发明的分析方法中,所述检测工序与所述非检测工序之间的关系的概略图。
图2是本发明的实施例1中的芯片的示意图。
图3是示出本发明的实施例1中的等离子发光的计数值的C.V.值的图表。
图4是示出本发明的实施例2中的等离子发光的计数值的C.V.值的图表。
具体实施方式
如上所述,本发明的等离子光谱分析方法的特征在于,其包括以下工序:
检测工序,检测通过向电极系统施加电压而在容器中产生的等离子的发光;以及
非检测工序,不检测等离子的发光,
反复进行所述检测工序和所述非检测工序,
在所述检测工序中,交替地进行产生等离子的等离子产生工序和不产生等离子的等离子非产生工序。
本发明的分析方法的特征在于,在所述检测工序中,交替地进行等离子的产生和非产生,其它工序和条件等没有特别限制。
在本发明的所述检测工序中,“产生等离子”是指实质产生等离子,具体而言,意味着在等离子发光的检测中,产生了表现出能够实质检测出的发光的等离子,此外,“不产生等离子”是指不实质产生等离子,具体而言,意味着在等离子发光的检测中,未产生表现出能够实质检测出的发光的等离子。关于前者的“产生等离子”,作为具体例,可以说“产生了利用等离子发光的检测器能够检测出的等离子”。关于后者的“不产生等离子”,例如包含“完全不产生等离子的情况”和“即使产生等离子,也为检测界限以下的情况”,作为具体例,可以说“利用等离子发光的检测器不能够检测出等离子发光”。
关于实质上的等离子的产生和非产生,例如可利用电压来进行调节,对本领域技术人员而言,可适当设定用于产生表现出能够实质检测出的发光的等离子的电压和不产生所述等离子的电压。
在本发明中,以下,也将进行所述检测工序和所述非检测工序各1次这种反复称作“1个周期”,将进行所述检测工序中的所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序各1次这种反复称作“1组”。此外,也将在1个周期中的1次或2次以上的所述检测工序中得到的等离子发光的检测结果称作每1工序(或每1样本)的等离子发光的检测结果。
在本发明中,在所述检测工序中,通过向所述电极系统施加电压,由此,例如,向被供给有导电性溶液的容器施加电压,在所述容器中产生气泡,在所述气泡中产生等离子。
在所述检测工序中,关于产生等离子的等离子产生工序和不产生等离子的等离子非产生工序,例如可以通过调节所施加的电压来进行。作为所述施加的电压的调节,例如存在将电路切换为闭路和开路的方法、以及将电路设为闭路并改变所施加的电压的值的方法。
在前者的情况下,例如,通过将电路切换为闭路和开路,来交替地进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序。所述闭路的状态为所述等离子产生工序,能够通过将电路设为闭路来施加产生等离子的电压。并且,所述开路的状态是所述等离子非产生工序,能够通过设为开路而不施加电压,即,使电压为0伏(V)。所述闭路的电压是所述等离子产生工序的电压,所述开路的电压即0V是所述等离子非产生工序的电压,不产生等离子。所述闭路的电压没有特别限制,可举出产生等离子的电压,例如,下限为100V以上、250V以上、600V以上或700V以上,上限为1200V以下、800V以下,其范围为100~1200V、250~800V、600~800V或700~800V。
在后者的情况下,例如,将电路设为闭路并交替地施加相对较高的电压和相对较低的电压,由此交替地进行产生等离子的工序和不产生等离子的工序。以下,也将这样的施加称作“脉冲施加”。所述相对较高的电压是产生等离子的电压,施加所述相对较高的电压的状态是所述等离子产生工序。此外,所述相对较低的电压是不实质产生等离子的电压,施加所述相对较低的电压的状态是所述等离子非产生工序。所述相对较高的电压的下限例如为100V以上、250V以上、700V以上,上限例如为1200V以下、800V以下,其范围例如为100~1200V、250~800V、700~800V。所述相对较低的电压只要低于所述相对较高的电压即可,下限例如为0V或0V以上,上限例如小于100V,其范围例如为0V、0V以上且小于100V。
在所述检测工序中,在将进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序各1次这种反复作为1组的情况下,所述1组的时间没有特别限制。以下,也将所述1组的时间称作转换(SW)时间。所述SW时间的下限例如为1μs以上、10μs以上,上限例如为1000μs以下、500μs以下、100μs以下,其范围例如为1~1000μs、1~500μs、10~100μs。
在所述检测工序中,在将进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序各1次这种反复作为1组的情况下,所述1组的时间中的所述等离子产生工序的时间的比例没有特别限制。以下,也将所述比例称作占空比(Duty)。所述占空比的下限例如为1%以上、10%以上,上限例如小于100%、80%以下、70%以下,其范围例如为1%以上且小于100%、1~80%、10~70%。
在所述检测工序中,所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序的反复次数没有特别限制。
针对所述检测工序,以下例示了1个周期内的每1次所述检测工序的条件,但本发明,不限于此。
所述SW时间:1~100μs
所述占空比:1%~小于100%
所述等离子产生工序的电压:100~1200V
所述等离子非产生工序的电压:0~100V
关于对所述电极系统的电压施加,可通过电压施加构件进行。电压施加构件没有特别限制,例如,只要能够在所述电极之间施加电压即可,作为公知的手段,可以使用电压器等。所述电极间的电流例如可以设定为0.1~1000mA、2~100mA。
在所述检测工序中,针对所述所产生的等离子的发光,例如可以连续地进行检测,也可以非连续地进行检测。在后者的情况下,例如,可以在1个周期内的1次所述检测工序中,仅检测开始时刻和结束时刻,也可以按固定时间进行检测。在本发明中,等离子发光的检测可以是连续的,也可以是非连续的,例如,将1个周期内的1次所述检测工序作为1个样本(1个单位),综合在1次所述检测工序中得到的连续或非连续的检测结果,作为1个样本的检测结果。所述发光的检测方法没有特别限制,例如可以使用CCD(Charge CoupledDevice,电荷耦合元件)等。
如上所述,所述非检测工序是不检测等离子的发光的工序,具体而言,是不产生等离子且不检测等离子的发光的工序。在所述检测工序之后,进行不产生等离子的所述非检测工序,由此,例如,能够使在之前的所述检测工序中刚产生的气泡和等离子消失。因此,在下一周期的检测工序中,能够新产生气泡和等离子。
在所述非检测工序中,“不产生等离子”是指不实质产生等离子,具体而言,与上述同样地,意味着不产生表现出能够实质检测出的发光的等离子。在所述非检测工序中,例如,能够利用电压来调节,使得不产生等离子,例如,可以将电路设为开路而将电压设定为0V,或将电路设为闭路并设定为不实质产生等离子的电压。不实质产生所述等离子的电压例如如上述那样。
如上所述,在本发明的分析方法中,反复进行所述检测工序和所述非检测工序。如上所述,也将进行所述检测工序和所述非检测工序各1次这种反复称作“1个周期”。在本发明的分析方法中,所述检测工序和所述非检测工序的周期的次数,没有特别限制。
图1示出了反复进行本发明的分析方法中的所述检测工序和所述非检测工序的概略。此外,图1是示出概略的示意图,所述检测工序和所述非检测工序的次数、所述检测工序中的组数、电压(V)、SW时间、占空比(%)等没有任何限制。
在本发明的分析方法中,所述导电性溶液例如包含样本。所述样本例如为检测体。所述检测体可以是液体的检测体,也可以是固体的检测体。所述检测体例如可举出来自生物体的检测体、来自环境的检测体、金属、化学物质、医药品等。所述来自生物体的检测体没有特别限制,可举出尿、血液、毛发、脐带等。所述血液检测体例如可举出红血球、全血、血清、血浆等。所述生物体例如可举出人类、非人类动物、植物等,所述非人类动物例如可举出除人类以外的哺乳类、鱼类等。所述来自环境的检测体没有特别限制,例如可举出食品、水、土壤、大气、空气等。所述金属例如可举出Bi(铋)、Hg(水银)、Cd(镉)、Pd(钯)、Zn(锌)、Tl(铊)、Ag(银)、Pb(铅)等重金属等。所述化学物质例如可举出试剂、农药或化妆品等。所述食品例如可举出生鲜食品或加工食品等。所述水例如可举出饮用水、地下水、河水、海水、生活废水等。
在分析对象物为金属的情况下,所述样本例如可以包含用于分离所述检测体中的金属的试剂。所述试剂例如可举出螯合剂、酸或碱等,作为具体例,可举出双硫腙、硫普罗宁、内消旋-2,3-二巯基琥珀酸(DMSA)、氢氧化钠、氢氧化锂、1,2-二巯基-1-丙磺酸钠(DMPS)、硝酸、琥珀酸、甘氨酸、半胱氨酸等。
所述样本例如可以包含用于赋予导电性的电解质。所述电解质例如可举出硝酸、醋酸、盐酸、盐化钾、盐化钠、缓冲液等,其中,硝酸因能够充分避免对分析的影响而是优选的。
所述样本中的所述电解质的浓度没有特别限制。
在本发明的分析方法中,所述容器没有特别限制,只要能够填充并保持所述导电性溶液即可。作为所述容器,例如可举出有底筒状、杯形状等容器、具有流路的芯片(chip)等。在本发明的分析方法中,例如优选向所述容器供给所述导电性溶液,并且,以隔着所述容器中的检测所述等离子的发光的检测部位的方式配置所述电极系统。在所述检测工序中,所述容器中的检测对象区域没有特别限制。
在所述容器为具有所述流路的芯片的情况下,优选对所述流路施加电压,检测在所述流路中产生的等离子的发光。
以下,作为所述容器,例示了具有流路的芯片。而且,本发明不限于该示例。
在所述芯片中,优选的是,所述流路例如具有第1区域、狭小部和第2区域,所述狭小部与述第1区域和所述第2区域连通,并具有比所述第1区域和所述第2区域的截面小的截面积。所述第1区域、所述狭小部和所述第2区域的内部分别为空隙(中空),并按该顺序使内部连通。在所述芯片中,将从所述第1区域朝向所述第2区域的方向称作“长度方向”、“轴方向”或“电场方向”,以狭小部为中心,将所述第1区域侧称作上游,将所述第2区域侧称作下游。此外,将与所述长度方向垂直的方向且平面方向称作“宽度方向”,将与长度方向垂直的方向且所述芯片的上下方向称作“高度方向”或“深度方向”。此外,将所述长度方向的距离称作“长度”,所述宽度方向的距离称作“宽度”,所述高度方向的距离称作“高度”。而且,关于所述流路中的“截面积”,只要没有特别限制,则指的是所述流路内部的空隙在宽度方向(与所述长度方向垂直的方向)上的截面积。
关于所述芯片,例如,在所述检测工序中,优选对所述狭小部施加电压。此外,所述芯片中的所述检测部位没有特别限制,在所述检测工序中,例如,可以检测在所述狭小部产生的等离子的发光,也可以检测在所述狭小部以外产生的等离子的发光。关于所述检测部位,例如优选为以所述狭小部的中心为中心点且仅为所述狭小部,此外,优选为以所述狭小部的中心以外为中心点且仅为所述狭小部以外的区域。
所述流路的形状没有特别限制,关于其截面的形状,可举出圆、正圆、椭圆等圆形;半圆形;三角形、四边形、正方形和长方形等多边形等。在所述流路中,所述第1区域、所述狭小部和所述第2区域例如分别可以为不同的截面形状。
在所述芯片中,所述狭小部是截面积小于所述第1区域和所述第2区域的区域,优选为截面积显著小于所述第1区域和所述第2区域的区域。具体而言,优选的是,所述狭小部在所述流路中是以截面积最小的部位为中心的区域。优选的是,所述狭小部在其整个长度上例如具有大致恒定的截面积。“所述狭小部具有大致恒定的截面积”例如是指除了截面积完全恒定的区域以外,还包含以所述最小的截面积的部位为中心而朝向长度方向的上游和下游逐渐扩大截面积的区域。所述截面积例如可以连续地扩大,也可以不连续地扩大。在该情况下,设所述最小的截面积为1,所述狭小部例如是具有50000倍以下、1000倍以下、500倍以下、100倍以下的截面积的连续区域。
关于所述狭小部的截面积,例如可以通过相对于所述第1区域和所述第2区域缩小宽度来进行设定,也可以通过相对于所述第1区域和所述第2区域降低高度来进行设定,或者也可以利用这双方来进行设定。
在所述芯片中,所述第1区域的形状没有特别限制,只要是截面积大于所述狭小部的区域即可。所述第1区域例如可以分别在整个长度上具有大致恒定的截面积,也可以具有不同的截面积。
在前者的情况下,“具有大致恒定的截面积”是指除了截面积完全恒定的区域以外,例如还包含从长度方向的下游侧末端(狭小部侧的末端)朝向上游侧的末端逐渐扩大截面积的区域。截面积例如可以连续地扩大,也可以不连续地扩大。在该情况下,例如,设整个长度的平均截面积为1,所述第1区域例如是具有50000倍以下、1000倍以下、500倍以下的截面积的连续区域。在该情况下,在所述流路中,关于所述狭小部与所述1区域的边界,例如可以说是针对长度方向、宽度方向和高度方向中的至少任意一个方向以约90度的角度改变截面积。
在后者的情况下,可举出如下方式:所述第1区域例如从长度方向的下游侧末端起到上游侧末端为止,连续或不连续地扩大截面积,即,所述第1区域的截面积在整个长度上逐渐扩大。关于所述截面积的变动,例如可以通过宽度的变动来进行设定,也可以通过高度的变动来进行设定,也可以通过双方来进行设定。在该情况下,可以是如下方式:所述第1区域的宽度和高度中的一方或双方从下游侧末端朝上游侧末端呈锥状地扩大的锥部。此外,在后者的情况下,可举出如下方式:所述第1区域例如从长度方向的下游侧末端起到上游侧的规定部位为止,连续或不连续地扩大截面积,而且,从所述规定部位起到上游侧末端为止,具有大致恒定的截面积。关于所述截面积的变动,例如,可以通过宽度的变动来进行设定,也可以通过高度的变动来进行设定。在该情况下,可以为如下方式:所述第1区域具有:锥部,其宽度和高度中的一方或双方从下游侧末端朝向所述规定部位呈锥状地扩大;以及非锥部,其宽度和高度中的一方或双方从所述规定部位起到所述上游侧末端为止恒定。
在所述第1流路具有其高度从下游侧朝向上游侧成为锥状的所述锥部的情况下,所述锥部的扩展的角度相对于长度方向例如为10~90度、10~80度。此外,在所述第1流路具有其宽度从下游侧朝向上游侧成为锥状的所述锥部的情况下,所述锥部的扩展的角度相对于长度方向例如为10~90度、10~80度。
在所述芯片中,所述第2区域的形状没有特别限制,只要是截面积大于所述狭小部的区域即可。关于所述第2区域,例如,在所述第1流路的说明中,分别将“第1流路”替换为“第2流路”,将“上游”替换为“下游”,将“下游”替换为“上游”,即可援用。所述第1区域和所述第2区域例如是对称的形状,而且,可以是相同的条件,也可以是不同的条件,此外,也可以是非对称的形状。
例如,在设所述狭小部中的所述最小的截面积为1的情况下,所述第1区域和所述第2区域的截面积例如为超过1倍、3倍以上、10倍以上、30倍以上、100倍以上,另一方面,上限没有特别限制,例如为10000倍以下、8000倍以下、5000倍以下。
在所述芯片中,所述第1区域和第2区域的宽度例如分别为2μm~30mm、300μm~5mm、500μm~1mm,高度例如为0.5μm~1mm、10μm~300μm、50μm~200μm。
在所述芯片中,所述狭小部的宽度例如为0.5μm~1mm、10μm~300μm、50μm~200μm。高度例如为0.5μm~1mm、10μm~300μm、50μm~200μm。
所述芯片例如可以具有电极,也可以是,设置所述芯片的装置具有电极。所述芯片例如只要在使用时将阴极和阳极配置成所述检测部位(例如,所述狭小部或所述狭小部以外)位于在一对电极之间、即所述阴极与所述阳极之间即可。所述电极没有特别限制,例如可举出独立电极,作为具体例,可举出棒电极等。
所述电极的材料没有特别限制,只要是固形导电材料料即可,例如,可举出铂、金、碳、锌、黄铜、铜、不锈钢、铁等。所述阴极例如优选为碳,所述阳极例如优选为碳。
所述芯片优选还具有蓄积所述导电性溶液的第1储液池和第2储液池。在该情况下,例如,所述第1区域的一端与所述狭小部连通,另一端与所述第1储液池连通,所述第2区域的一端与所述狭小部连通,另一端与所述第2储液池连结。所述阴极例如可以配置在所述第1储液池内,所述阳极例如可以配置在所述第2储液池内。
所述第1储液池和所述第2储液池的形状和大小没有特别限制,只要能够蓄积导电性溶液即可。所述第1储液池和所述第2储液池的形状没有特别限制,例如可举出三棱柱状、四棱柱状等多棱柱状、正圆柱状、椭圆柱状等圆柱状、锥体状等。
所述芯片的材料没有特别限制,例如,优选的是,除电极以外,所述芯片的内壁由绝缘性材料形成,更优选的是,除电极以外,所述芯片整体由绝缘材料形成。所述芯片的制造方法没有特别限制,例如,可以利用注塑成型等来制造具有所述流路等的成型体,也可以在板等基材中形成流路等。所述流路等形成方法没有特别限制,例如可举出光刻、切削加工等。
所述绝缘性材料没有特别限制,例如可举出树脂、硅、玻璃、纸、陶瓷、橡胶等。所述树脂例如可举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲基戊烯(例如注册商标TPX)等热可塑性树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂、氟树脂、环氧玻璃等环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固化性树脂等。关于所述硅,例如可举出聚二甲基硅氧烷等。
在本发明中,如上所述,关于等离子的产生和非产生,可以利用电压来调节,对本领域技术人员而言,能够适当地设定电压的条件。例如在所述容器为具有所述狭小部的芯片的情况下,产生所述等离子的电压和不产生所述等离子的电压例如优选上述那样的条件。
例如在所述容器不具有所述狭小部的情况下,具体而言,例如在为有底筒状的容器的情况下,关于电压,可举出以下那样的条件。产生所述等离子的电压的下限例如为10V以上、200V以上,上限例如为1200V以下、500V以下。此外,不产生所述等离子的电压的下限为0V或0V以上,上限例如为小于10V、1.5V以下。
接下来,对本发明的实施例进行说明。此外,本发明不受限于下述的实施例。
[实施例]
[实施例1]
使用具有狭小部的芯片,确认等离子发光的再现性。
(1)等离子产生用芯片
制造出图2所示的等离子产生用芯片101。在图2中,(A)为芯片101的俯视图,(B)为(A)的I-I方向的剖视图,(C)为(B)的II-II方向的剖视图,(D)为(B)的虚线区域(X)的放大图,(E)为(B)的III-III方向的剖视图。具体而言,准备石英玻璃的板作为下基板,准备聚对苯二甲酸(PBT,ジュラネックス(注册商标)2002、Polyplastic公司制)制的板作为上基板。在所述上基板中,形成图2所示的空隙。然后,利用紫外线固化型粘接剂来接合所述上基板和所述下基板,由此,制造出等离子产生用芯片101,该等离子产生用芯片101在由所述上基板和所述下基板构成的基板10中形成有狭小部13。
等离子产生用芯片101的各部位的大小设定为如下这样。
·狭小部13
长度:600μm
宽度:220μm
高度:30μm
·第1流路12a
长度:2.5mm
宽度:1mm
锥部的角度:45度
·第2流路12b
长度:2.5mm
宽度:1mm
锥部的角度:45度
·第1储液池11a和第2储液池11b
直径:3.2mm
高度:6mm
·芯片101
全长:35mm
全宽:12mm
高度:6mm
(2)等离子发光的测定
以最终浓度为500mmol/L的方式将硫普罗宁溶解于硝酸,对硫普罗宁样本进行调制。将其作为导电性溶液。
将阴极插入等离子产生用芯片101的第1储液池11a内,将阳极插入第2储液池11b内。所述阴极和所述阳极分别使用了碳电极棒(DPP CRP微碳棒(マイクロカーボンロッド),直径0.28mm,Sano Factory公司制)。接下来,在等离子产生用芯片101的第1储液池11a中导入80μL的所述导电性溶液,并导出到第2储液池11b,由此,将所述导电性溶液导入第1流路12a、狭小部13和第2流路12b。
接着,在所述阴极和所述阳极之间以脉冲方式施加电压,对等离子产生用芯片101的狭小部中的等离子发光的发光光谱进行分析(n=7)。电压的施加条件和等离子发光的分析条件为如下这样。然后,根据1周期~20周期的计数值和21周期~40周期的计数值,分别求出C.V.值。
(施加条件)
施加电压:反复750V和0V
施加电流:750mA
SW时间:50μs
占空比:16%
每1次检测工序的时间:350ms
组数:7组
周期数:40周期
(分析条件)
分析区域:以狭小部的中心为中心点的直径400μm的区域
光纤:直径400μm单芯
在比较例中,使用相同的芯片,除了在检测工序期间不施加脉冲而是进行连续的电压(750V)施加以外,同样地分析发光光谱。
图3示出了这些结果。图3是示出等离子发光的计数值的图表,示出了21周期~40周期的C.V.值。在图3中,纵轴表示C.V.值。
如图3所示,在所述检测工序中进行脉冲施加的实施例与进行连续的电压施加的比较例相比,均得到较低的C.V.值,未观察到变动。根据该情况,在所述检测工序中,通过进行脉冲施加,能够实现等离子发光的高的再现性。
[实施例2]
使用杯状的容器,确认等离子发光的再现性。
准备有底筒状的透明PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制容器 在所述容器的底部的中央配置有石英玻璃。将阳极和阴极配置在所述容器内。所述阴极沿所述容器的轴方向配置,并使其末端与所述容器的底部的石英玻璃接触。所述阴极为直径0.2mm的黄铜棒,使用了从末端露出0.3mm且将其它区域设为绝缘的结构。所述阳极相对于所述轴方向为垂直方向,从所述容器的侧面朝向内部进行配置。所述阳极使用了直径3mm的碳电极棒。而且,在所述容器的内部导入所述实施例1的导电性溶液,并且除了是按下述条件以脉冲方式施加电压以外,与所述实施例1同样地对等离子发光的发光光谱进行分析(n=2)。
(施加条件)
施加电压:反复280V和0V
SW时间:100μs
占空比:80%
周期数:80周期
在比较例中,使用相同的容器,除了在检测工序期间不施加脉冲而是进行连续的电压(750V)施加以外,同样地分析发光光谱。
图4示出了这些结果。图4是示出实施例中的等离子发光的计数值的图表,示出了1周期~80周期的C.V.值。在图4中,纵轴表示C.V.值,分别将2次分析表示为n1和n2。
在比较例中,不能确认等离子的产生,不能检测发光光谱自身。与此相对,如图4所示,在进行脉冲施加的实施例中,均得到较低的C.V.值,未观察到变动。由此可知,通过在所述检测工序中进行脉冲施加能够实现等离子发光高的再现性,而与在等离子产生中使用的容器的种类无关。
以上,参照实施方式和实施例,对本发明申请进行了说明,但本发明申请不限于所述实施方式和实施例。关于本发明申请的结构和详细情况,在本发明的范围内,本领域技术人员能够进行可理解的各种变更。
本申请要求以2014年2月21日提出申请的日本申请特愿2014-32256为基础的优先权,将其公开全部引用于此。
产业上的可利用性
根据本发明的等离子光谱分析方法,能够实现等离子发光的优异的再现性。因此,根据本发明,例如,在利用了等离子产生的元素等的分析中极为有用。
Claims (16)
1.一种等离子光谱分析方法,其特征在于,该等离子光谱分析方法包括以下工序:
检测工序,通过使用电极的电压施加使容器中产生气泡,并检测在所述气泡中产生的等离子的发光,所述容器中填充有包含样本的导电性溶液;以及
非检测工序,不检测等离子的发光,
反复进行所述检测工序和所述非检测工序,
在所述检测工序中,交替地进行产生等离子的等离子产生工序和不产生等离子的等离子非产生工序,由此控制所述气泡的产生和成长。
2.根据权利要求1所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,通过将电路切换为闭路和开路,来交替地进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序。
3.根据权利要求1所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,通过将电路设为闭路并交替地施加相对较高的电压和相对较低的电压,来交替地进行产生等离子的工序和不产生等离子的工序。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,所述等离子产生工序的电压为100V以上。
5.根据权利要求3所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,所述等离子非产生工序的电压小于100V。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,将进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序各1次这种反复作为1组,所述1组的时间为1μs~1000μs。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,将进行所述等离子产生工序和所述等离子非产生工序各1次这种反复作为1组,所述1组的时间中的所述等离子产生工序的时间的比例为1%以上且小于100%。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,连续或非连续地检测所述发光。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
所述容器是具有流路的芯片,
在所述检测工序中,对所述流路施加电压,检测在所述流路中产生的等离子的发光。
10.根据权利要求9所述的等离子光谱分析方法,其中,
所述流路具有第1区域、狭小部和第2区域,
所述狭小部与所述第1区域和所述第2区域连通,并具有比所述第1区域和所述第2区域的截面小的截面积。
11.根据权利要求10所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,对所述狭小部施加电压。
12.根据权利要求10所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,检测在所述狭小部或所述狭小部以外产生的等离子的发光。
13.根据权利要求10所述的等离子光谱分析方法,其中,
隔着所述狭小部至少配置一对电极。
14.根据权利要求4所述的等离子光谱分析方法,其中,
在所述检测工序中,所述等离子非产生工序的电压小于100V。
15.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子光谱分析方法,其中,
所述样本是来自生物体的检测体。
16.根据权利要求15所述的等离子光谱分析方法,其中,
所述来自生物体的检测体是尿。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5825485A (en) * | 1995-11-03 | 1998-10-20 | Cohn; Daniel R. | Compact trace element sensor which utilizes microwave generated plasma and which is portable by an individual |
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---|---|---|---|---|
US5825485A (en) * | 1995-11-03 | 1998-10-20 | Cohn; Daniel R. | Compact trace element sensor which utilizes microwave generated plasma and which is portable by an individual |
CN1942755A (zh) * | 2004-03-25 | 2007-04-04 | 国立大学法人北陆先端科学技术大学院大学 | 等离子体生成装置 |
WO2013099923A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | イマジニアリング株式会社 | ガス濃度推定装置 |
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