JP2003270208A

JP2003270208A - 試料ホルダ、レーザアブレーション装置、レーザアブレーション方法、試料分析装置、試料分析方法及び試料ホルダ用保持台

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Publication number: JP2003270208A
Application number: JP2002069916A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oishi; 昌弘大石; Keiichi Fukuda; 啓一福田; Tomoo Yoshida; 知生吉田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析また
はレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析で粉末試料を
分析する際に少量でも分析することができしかも時間が
かからずに簡単に分析準備ができる試料ホルダを提供す
る。また、レーザアブレーション装置、レーザアブレー
ション方法、試料分析装置、試料分析方法、及び試料ホ
ルダ用保持台を提供する。【解決手段】この試料ホルダ１０は、試料基台１１に
形成された孔１２または凹部を覆うようにして粘着テー
プ１３を試料基台に貼り、試料１を孔または凹部に対応
した領域内の粘着面１３ａに付着させて固定できるよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアブレーシ
ョン−ＩＣＰ質量分析装置・方法（ＬＡ−ＩＣＰ−Ｍ
Ｓ）またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析装置
・方法（ＬＡ−ＩＣＰ−ＡＥＳ）に用いて好適な粉末状
等の試料用の試料ホルダに関し、更に、この試料ホルダ
を用いたレーザアブレーション装置、レーザアブレーシ
ョン方法、試料分析装置、試料分析方法及び試料ホルダ
用保持台に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析
（ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ）及びレーザアブレーション−Ｉ
ＣＰ発光分析（ＬＡ−ＩＣＰ−ＡＥＳ）は、産業、学術
分野等における固体の無機分析方法として用いられてい
る。レーザアブレーション（ＬＡ）とは、分析対象の固
体試料に対しレーザ光を照射することで固体試料を前処
理なしでＩＣＰ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）装置、ＩＣＰ
発光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）装置に直接導入するための
ものである。また、ＩＣＰとは、高周波誘導結合プラズ
マであり、このプラズマをＩＣＰ質量分析、ＩＣＰ発光
分析において発光光源やイオン源としている。

【０００３】分析対象の試料の形態としては、バルク試
料や薄膜試料が一般的であり、粉末試料の場合は、粉末
に荷重を加えて成形する方法、または試料粉末をガラス
に融解し円盤状にするガラスビード法を用いるのが一般
的である。

【０００４】しかしながら、粉末試料を加圧成形やガラ
スビード化するには試料の量を多量に必要とし、分析対
象の試料が、数粒しかない場合、分析を行うことができ
ないという欠点がある。特に、ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳは、
レーザビーム径を絞って１０μｍ程度の領域においても
分析を行うことができるという特徴があるが、加圧成形
法やガラスビード法では、かかる特徴を生かすことがで
きず、また、特別な装置が必要であり、試料作成に手間
がかかり、分析準備に時間を要していた。また、ガラス
ビード化する場合は融剤を用いるため、融剤も一緒に分
析してしまうという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術の問題に鑑み、レーザアブレーション−ＩＣ
Ｐ質量分析またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分
析等において粉末試料のような固定の困難な試料を分析
する際に少量でも分析することができ、しかも時間がか
からずに簡単に分析準備ができる試料ホルダ、試料分析
装置、試料分析方法及び試料ホルダ用保持台を提供する
ことを目的とする。

【０００６】また、粉末試料のような固定の困難な試料
について分析のためレーザアブレーションを実行でき、
しかも少量でも実行できるレーザアブレーション装置及
びレーザアブレーション方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による試料ホルダは、試料基台に形成された
孔または凹部を覆うようにして粘着テープを前記試料基
台に貼り、試料を前記孔または前記凹部に対応した領域
内で前記粘着テープに付着させて固定できるように構成
したことを特徴とする。

【０００８】この試料ホルダによれば、試料形態が粉
末、小薄片、細片等のために固定することが困難な試料
を孔または凹部に対応した領域内の粘着テープに付着さ
せて固定できるので、固定の困難な試料の分析が可能と
なり、また、分析試料が少量であっても分析できる。更
に、粘着テープを試料基台に貼り付け、試料を粘着テー
プに付着させるだけでよいので、時間がかからずに簡単
に分析準備ができる。

【０００９】また、前記試料が付着する粘着テープの粘
着面に剥離容易なフィルムまたはシートが貼り付けられ
ていることにより、試料ホルダの使用前において粘着面
を塵埃等のコンタミネーションから保護でき、また、試
料ホルダの取り扱いが容易となる。

【００１０】また、前記粘着テープが片面に粘着面を有
し、前記孔を通して露出した前記粘着面に前記試料が付
着するようにできる。また、前記粘着テープが両面に粘
着面を有し、前記粘着面のいずれか一方に前記試料が付
着するようにできる。この場合、粘着テープが孔または
凹部を覆った側の粘着面に試料を付着させたとき、試料
と反対側に孔または凹部が位置するので、レーザビーム
を照射したとき、粘着テープが損傷しても、試料ホルダ
を載せた保持台等から分析を妨害する成分が発生するこ
とを防止できる。なお、保持台等に試料基台の孔に対応
して孔や凹みがあれば、粘着テープが試料基台の裏面側
にあり孔を通して露出した粘着面に試料を付着させたと
きでも、上記妨害成分の発生を防止できる。

【００１１】また、前記試料がレーザアブレーション−
ＩＣＰ質量分析またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発
光分析における分析対象の試料であることが好ましく、
レーザビーム径を絞って微小領域での分析が可能であ
る。

【００１２】また、前記粘着テープの構成成分が炭素、
窒素、酸素及び水素のみであることが好ましく、特に、
ＩＣＰ質量分析およびＩＣＰ発光分析では、これらの元
素は分析できない元素であるから、粘着テープにレーザ
ビームが照射されても分析の妨害とはならない。

【００１３】また、本発明によるレーザアブレーション
装置は、上述の試料ホルダにより固定された試料に対し
レーザビームを照射しレーザアブレーションを行うよう
に構成したことを特徴とする。

【００１４】このレーザアブレーション装置によれば、
試料形態が粉末、小薄片、細片等のためレーザアブレー
ションが困難な試料でもレーザアブレーションが可能と
なり、また、分析試料が少量であってもレーザアブレー
ションが可能である。

【００１５】また、上述のレーザアブレーション装置に
おいて、前記試料ホルダに固定された試料を前記レーザ
ビームを照射する側から前記試料を観察するようにした
モニタ手段と、前記試料ホルダの表面側に光を照射する
ようにした照射手段と、を備えることが好ましく、これ
により、試料を実体顕微鏡像で観察できる。また、前記
試料ホルダに固定された試料を前記レーザビームを照射
する側から前記試料を観察するようにしたモニタ手段
と、前記試料ホルダの粘着テープの裏面側に光を照射す
るようにした照射手段と、を備えることが好ましく、こ
れにより、試料を透過光像で観察できる。この場合、試
料ホルダの粘着テープは光透過性であることが好まし
い。なお、上述の照射手段は、試料の実体顕微鏡像及び
透過光像の両方を得るために試料ホルダの両面側から照
射するようにしてもよい。

【００１６】また、本発明による試料分析装置は、上述
のレーザアブレーション装置から導入された試料を分析
するように構成したことを特徴とする。これにより、試
料形態が粉末、小薄片、細片等のために固定することが
困難な試料の分析が可能となり、また、分析試料が少量
であっても分析できる。また、粘着テープを試料基台に
貼り付け試料を粘着テープに付着させるだけでよいの
で、時間がかからずに簡単に分析準備ができる。このた
め、分析に要する時間を短縮できる。なお、試料分析装
置は、レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析装置また
はレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析装置として構
成できる。

【００１７】また、本発明によるレーザアブレーション
方法は、試料ホルダにおいて孔または凹部が形成された
試料基台に前記孔または前記凹部を覆うようにして粘着
テープを貼り付ける工程と、固定の困難な試料を前記孔
または前記凹部に対応した領域内で前記粘着テープに付
着させて固定する工程と、前記試料ホルダを試料チャン
バ内にセットする工程と、前記固定された試料に対しレ
ーザビームを照射しレーザアブレーションを行う工程
と、を含むことを特徴とする。

【００１８】このレーザアブレーション方法によれば、
試料形態が粉末、小薄片、細片等のためレーザアブレー
ションが困難な試料でもレーザアブレーションが可能と
なり、また、分析試料が少量であってもレーザアブレー
ションが可能である。

【００１９】また、本発明による試料分析方法は、上述
のレーザアブレーション方法によりレーザアブレーショ
ンが行われた試料について分析を実行する工程を含むこ
とを特徴とする。

【００２０】この試料分析方法によれば、試料形態が粉
末、小薄片、細片等のため分析が困難な試料の分析が可
能となり、また、分析試料が少量であっても分析でき
る。更に、粘着テープを試料基台に貼り付け試料を粘着
テープに付着させるだけでよいので、時間がかからずに
簡単に分析準備ができる。このため、分析に要する時間
を短縮できる。

【００２１】なお、上記試料ホルダの粘着テープの表面
側に光を照射しながら、レーザビームを照射する側から
試料を観察することで、試料の実体顕微鏡像を得ること
ができる。また、上記試料ホルダの粘着テープの裏面側
に光を照射しながら、レーザビームを照射する側から試
料を観察することで、試料の透過光像を得ることができ
る。また、試料ホルダの粘着テープの両面に光を照射す
ることで、試料の実体顕微鏡像及び透過光像を得ること
ができる。

【００２２】また、前記試料の分析は、ＩＣＰ質量分析
またはＩＣＰ発光分析であることが好ましく、レーザビ
ーム径を絞って微小領域での分析が可能である。

【００２３】また、本発明による試料ホルダ用保持台
は、上述の試料ホルダを上記試料分析装置に保持するた
めの保持台であって、前記試料ホルダを所定の位置に位
置決めるための位置決め手段を備えることを特徴とす
る。この試料ホルダ用保持台によれば、試料分析装置内
において試料ホルダを同じ位置に保持することができる
ので、常に一定の条件で分析を行うことができる。

【００２４】また、前記試料ホルダの試料基台の孔に対
応して形成された貫通孔または凹部を備えることが好ま
しい。貫通孔を備えることで、上述のように粘着テープ
の裏面側から試料に光を照射することができ、試料の透
過光像の観察が可能となる。また、貫通孔または凹部の
存在で、試料にレーザビームを照射したとき、粘着テー
プが損傷しても試料ホルダを保持した保持台から分析を
妨害する成分が発生することを防止できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による第１及び第２
の実施の形態について図面を用いて説明する。

【００２６】〈第１の実施の形態〉

【００２７】図１は、第１の実施の形態による試料ホル
ダの斜視図（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、試料ホルダ１０は、孔１
２が形成された矩方形状の試料基台１１と、孔１２を覆
うようにして試料基台１１の裏面１１ｂに貼り付けられ
た粘着テープ１３と、を備え、レーザアブレーション−
ＩＣＰ質量分析またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発
光分析のために粉末試料１を固定するものである。

【００２８】試料基台１１は、プラスチック材料、金属
材料、ガラス材料等の比較的薄い平板から構成される
が、加工容易性からプラスチック材料が好ましい。ま
た、粘着テープ１３は、片面のみに粘着面１３ａが形成
されているが、両面（１３ａ、１３ｂ）に粘着面が形成
されているものでもよい。

【００２９】図１（ａ），（ｂ）のように、試料ホルダ
１０では、試料基台１１の表面１１ａ側に孔１２内で粘
着テープ１３の粘着面１３ａが露出する。この露出した
粘着面１３ａに分析対象の粉末試料１を付着させること
で試料ホルダ１０に粉末試料１を容易に固定できる。

【００３０】従って、粉末試料１を一粒や二粒等の粒単
位で簡単に試料ホルダ１０に固定できるので、分析対象
の試料がごく少量でもレーザアブレーションが可能であ
り、分析が可能となる。また、粘着テープ１３を試料基
台１１に貼り付け、粉末試料１を粘着テープ１３の粘着
面１３ａに付着させるだけで試料の分析準備が完了する
ので、従来の成形法やガラスビード法に比べ時間がかか
らずに簡単に分析の準備ができ、その結果、分析に要す
る時間を短縮でき、分析を効率的に実行できる。また、
分析対象の試料１の形態は、粉末に限らず、小薄片、細
片等であってもよく、固定の困難な形態の試料を簡単か
つ確実に固定できる。

【００３１】また、粘着テープ１３を試料基台１１から
引き剥がし取り去ることで試料基台１１を繰り返して使
用でき、コストがかからない。また、この引き剥がしの
ため、図のように粘着テープ１３の一端１３ｃ側を試料
基台１１からはみ出すように貼り付けることで、分析完
了後に粘着テープ１３を試料基台１１から簡単に引き剥
がすことができる。

【００３２】なお、図１において試料基台１１の表面１
１ａとは、レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析また
はレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析のために、レ
ーザビームが照射される側をいう。

【００３３】次に、図２により図１の変形例の試料ホル
ダを説明する。図２は、本変形例による試料ホルダの斜
視図（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。

【００３４】図２（ａ），（ｂ）に示すように、試料ホ
ルダ２０は、孔１２が形成された矩方形状の試料基台１
１と、孔１２を覆うようにして試料基台１１の表面１１
ａに貼り付けられた粘着テープ２３と、を備え、図１と
同様に、レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析または
レーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析のために粉末試
料１を固定するものである。また、粘着テープ２３は両
面に粘着面２３ａ、２３ｂが形成されている。

【００３５】図２（ａ），（ｂ）のように、試料ホルダ
２０では、試料基台１１の表面１１ａに粘着テープ１３
の粘着面１３ｂを貼り付け、試料基台１１の表面１１ａ
側で孔１２に対応する領域内の粘着面１３ａに分析対象
の粉末試料１を付着させることで試料ホルダ２０に粉末
試料１を容易に固定することができる。

【００３６】従って、粉末試料１を一粒や二粒等の粒単
位で簡単に試料ホルダ２０に固定できるので、分析対象
の試料がごく少量でもレーザアブレーションが可能であ
り、分析が可能となる。また、粘着テープ２３を試料基
台１１に貼り付け試料１を粘着テープ２３の粘着面１３
ａに付着させるだけで試料の分析準備が完了するので、
従来の成形法やガラスビード法に比べ時間がかからずに
簡単に分析の準備ができ、その結果、分析に要する時間
を短縮でき、分析を効率的に実行できる。

【００３７】次に、図３により図２の変形例の試料ホル
ダを説明する。図３は、本変形例による試料ホルダの斜
視図（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。

【００３８】図３（ａ），（ｂ）に示すように、試料ホ
ルダ３０は、凹部３２が形成された矩方体形状の試料基
台３１と、凹部３２を覆うようにして試料基台３１の表
面３１ａに貼り付けられた粘着テープ２３と、を備え、
図１と同様に、レーザアブレーション−ＩＣＰ質量分析
またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分析のために
粉末試料１を固定するものである。また、粘着テープ２
３は両面に粘着面２３ａ、２３ｂが形成されている。ま
た、試料基台３１は、図１，図２の試料基台１１よりも
厚く構成されており、貫通孔ではなく、底のある凹部３
２が形成されている。

【００３９】図３（ａ），（ｂ）のように、試料ホルダ
３０では、試料基台３１の表面３１ａに粘着テープ２３
の粘着面２３ｂを貼り付け、試料基台３１の表面３１ａ
側で凹部３２に対応する領域内の粘着面２３ａに分析対
象の粉末試料１を付着させることで試料ホルダ３０に粉
末試料１を容易に固定することができる。これにより、
図２と同様の効果を得ることができる。なお、試料ホル
ダ３０の凹部３２が貫通孔に形成されてもよいことは勿
論である。

【００４０】図２，図３の試料ホルダ２０，３０では、
試料１が固定された粘着テープ２３の裏面（２３ｂ）側
の下方に孔１２または凹部３２による空間が存在するの
で、レーザビームを試料１に照射したとき、粘着テープ
２３が損傷し孔等ができても、試料ホルダを載せた装置
側の保持台等から分析を妨害する成分が発生することは
ない。

【００４１】また、図１の試料ホルダ１０を直接に装置
側の保持台等に載せて同様の問題が生じるおそれのある
ときは、図４の側断面図に示すように、図１の試料ホル
ダ１０を孔１９ａのある試料台１９の上に孔１９ａが試
料基台１１の孔１２と対応するように載せた状態で図の
上方からレーザビームを照射することが好ましく、上記
妨害成分の発生を防止できる。この場合、粘着テープ１
３の裏面１３ｂ側も粘着面とすることで試料ホルダ１０
を試料台１９に貼り付けるようにしてもよい。

【００４２】また、図１〜図３の試料ホルダ１０，２
０，３０において試料１を固定する前の粘着面１３ａ，
２３ａに剥離容易なフィルムを貼り付けておくことが好
ましい。これにより、試料ホルダ１０，２０，３０を分
析に使用する前に粘着面１３ａ、２３ａにごみやほこり
等が付着することを防止でき、また、試料ホルダの取り
扱いが容易となる。なお、図２の場合は、試料ホルダ２
０の孔１２内の粘着面２３ｂにも剥離容易なフィルムを
貼り付けることが好ましい。

【００４３】また、粘着テープとは、一般に、セロハ
ン、紙、布、プラスチックフィルム、アルミ箔等からな
る比較的薄い基材に粘着剤を塗布して粘着面を形成し、
この粘着剤からなる粘着面を物体表面に押し付けること
で貼り付け可能であり、比較的簡単に引き剥がし可能な
ものをいうが、本実施の形態では、粘着テープは、炭
素、窒素、酸素、水素のみからなるセロハンテープまた
はアセテートテープ（メンディングテープ）が好まし
い。

【００４４】〈第２の実施の形態〉

【００４５】次に、第２の実施の形態として、図１乃至
図４の試料ホルダにより固定した試料のレーザアブレー
ション−ＩＣＰ質量分析（以下、「ＬＡ−ＩＣＰ−Ｍ
Ｓ」という。）を行うＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置を図５乃
至図７により説明する。図５は、第２の実施の形態によ
るＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置を概略的に示す図であり、図
６は図５の試料ホルダを保持するための保持台を示す斜
視図であり、図７は図６の保持台の側断面図である。

【００４６】図５に示すように、ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装
置５０は、図１の試料ホルダ１０に固定された分析対象
の試料１に対しレーザビームを照射しレーザアブレーシ
ョンを行うレーザアブレーション（ＬＡ）装置５１と、
ＬＡ装置５１から送られた試料をプラズマに導入して質
量分析を行うＩＣＰ質量分析装置５２と、を備える。

【００４７】ＬＡ装置５１は、図５のように、レーザユ
ニット１０１から所定の波長で出射したレーザビームが
ミラー１０２，１０３で反射し、波長変換素子１０４で
波長を半減され、波長変換素子１０５で更に波長を半減
され、ミラー１０６，１０７，１０８で反射し、レンズ
１０９を通り、ビームスプリッタ１１０で反射して試料
チャンバ１１２内の試料ホルダ１０の試料１へと向かう
ようになっている。また、ＣＣＤカメラ１１１によりビ
ームスプリッタ１１０を介して試料チャンバ１１２内の
試料ホルダ１０に固定された試料１を観察できるように
なっている。また、この観察時に光源（図示省略）から
試料ホルダ１０の粘着面１３ａ側に光を照射し、試料１
を実体顕微鏡像で観察できる。

【００４８】レーザユニット１０１は、例えば、波長１
０６４ｎｍのＮｄ−ＹＡＧレーザから構成でき、波長１
０６４ｎｍのレーザビームを波長変換素子１０４で波長
を５３２ｎｍとし、更に波長変換素子１０５で２６６ｎ
ｍとし、波長２６６ｎｍのレーザビームを試料に照射で
きる。

【００４９】試料チャンバ１１２は、試料ホルダ１０を
保持するための保持台６０を所定位置に収容可能になっ
ている。保持台６０は試料チャンバ１１２内でＸＹステ
ージ（図示省略）により２次元的にＸＹ方向に微動調整
が可能になっている。

【００５０】保持台６０は、図６、図７に示すように、
略円盤状に構成され、試料ホルダ１０の試料基台１１が
はめ込むことができるように凹んで形成された凹状部６
１と、凹状部６１に形成された貫通孔６２と、試料ホル
ダ１０を保持台６０の所定位置に位置決めするために凹
状部６１にはめ込まれた試料基台１１の端面１１ｃが当
接するように突き出た一対の位置決め部６３と、を備え
る。

【００５１】保持台６０の凹状部６１に試料ホルダ１０
を試料基台１１の端面１１ｃが一対の位置決め部６３に
当接するようにはめ込むことで、試料ホルダ１０を所定
位置に位置決めできる。このとき、試料ホルダ１０の孔
１２が保持台６０の貫通孔６２に対応して位置し、試料
ホルダ１０に裏面側から光を照射でき、これにより透過
光像を得ることができる。

【００５２】なお、保持台６０は図２、図３の試料ホル
ダ２０，３０を保持することもできる。また、貫通孔６
２は底のある凹部であってもよい。また、位置決め部６
３は、図６では凹状部６１の側面から突き出ているが、
連続した壁面等に構成してもよい。

【００５３】また、試料チャンバ１１２には、キャリア
ガスとしてのアルゴンガスの導入管１１３と、導出管１
１４とが接続されており、レーザビーム照射により試料
ホルダ１０に固定された試料１から分離した試料がキャ
リアガスとともに導出管１１４を通ってＩＣＰ質量分析
装置５２へと向かう。

【００５４】次に、ＩＣＰ質量分析装置５２は、プラズ
マＰを形成し上記導出管１１４からのキャリアガスに含
まれる試料を導入管１２１を通してプラズマＰに導入す
るプラズマトーチ１２０と、プラズマＰの高温により試
料に含まれる測定対象元素がイオン化され、このイオン
を質量分析し検出する質量分析部１３０と、を備える。

【００５５】プラズマトーチ１２０では、管１２２から
プラズマ形成のためのアルゴンガスが導入され、管１２
３から冷却のためのアルゴンガスが導入され、高周波電
源（図示省略）による高周波コイル１２４の駆動で先端
側にプラズマＰが形成される。

【００５６】質量分析部１３０は、真空ポンプ１３５，
１３６で内部が真空にされた筐体内において、プラズマ
からの光とイオンとをイオンレンズ１３１で分離しイオ
ンのみを透過し、質量多重極部１３２で特定のイオンの
みを取り出し検出器１３３で検出するようになってい
る。

【００５７】図５のＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置５０の動作
について図８のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、図１の試料ホルダ１０の試料基台１１に粘着テープ
１３を貼り付け（Ｓ０１）、その粘着面１３ａに粉末等
の固定の難しい試料１を付着させて固定する（Ｓ０
２）。次に、試料ホルダ１０をＬＡ装置５１の試料チャ
ンバ１１２内の図６の保持台６０に位置決め部６３で位
置決めしてセットする（Ｓ０３）。次に、ＣＣＤカメラ
１１１で観察しながら保持台６０をＸＹステージ（図示
省略）でＸＹ方向に微調整しながら試料１の位置を調整
してから、レーザユニット１０１からレーザビームを試
料ホルダ１０で固定された試料１に照射し、レーザアブ
レーションを行う（Ｓ０４）。

【００５８】上記レーザアブレーションにより試料１か
ら分離した試料はアルゴンガスとともにプラズマトーチ
１２０に導かれプラズマＰに導入され、プラズマＰの高
温により試料に含まれる測定対象元素がイオン化されて
質量分析部１３０で質量分析を行う（Ｓ０５）。その試
料の分析終了後に、試料ホルダ１０を試料チャンバ１１
２内から取り出し（Ｓ０６）、次に別の試料について分
析を行う場合には（Ｓ０７）、試料ホルダ１０から粘着
テープ１３を引き剥がしてから（Ｓ０８）、上述と同様
の工程により次の分析を行う。または、別の試料を固定
した別の試料ホルダ１０を予め用意しておき、装置内に
セットする。

【００５９】以上のように、ＬＡ装置５１では、試料形
態が粉末、小薄片、細片等であるためレーザアブレーシ
ョンが従来まで困難であった試料でもレーザアブレーシ
ョンを行うことができ、また、試料が少量であってもよ
い。このため、ＩＣＰ質量分析装置５２では、粉末、小
薄片、細片等のため分析が困難な試料の分析が可能とな
り、また、分析試料が少量であっても分析できる。

【００６０】また、粘着テープ１３を試料基台１１に貼
り付け、試料１を粘着テープ１３の粘着面１３ａに付着
させるだけでよいので、時間がかからずに簡単に分析試
料の準備ができ、従来のガラスビード法や加圧成形法に
比べ分析に要する時間を短縮でき、このため多数の分析
対象の試料を次々と効率的に分析できる。従って、従来
のガラスビード法や加圧成形法によらずに簡単な構成で
試料を分析できるので、コストがかからずに特別な装置
も不要である。また、ガラスビード法のように融剤も一
緒に分析することもない。

【００６１】また、粉末、小薄片、細片等の試料を試料
ホルダ１０で固定できるので、レーザビーム径を絞って
１０μｍ程度の領域においても分析可能なＬＡ−ＩＣＰ
−ＭＳにおける利点を充分に生かすことができる。

【００６２】また、粘着テープは、水素、炭素、窒素、
酸素というＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳまたはＬＡ−ＩＣＰ−Ａ
ＥＳでは元々分析できない元素からなるため、レーザビ
ームが粘着テープに当たっても、分析の妨害とならな
い。同様に、分析対象元素ではない元素（ふっ素、塩
素、硫黄、リン）が含有していてもよい。

【００６３】また、レーザビームの照射で粘着テープ１
３が損傷し孔等ができても、試料ホルダ１０で試料１が
固定された領域の下方は保持台６０の貫通孔６２による
空間であるので、分析を妨害する成分が発生しない。

【００６４】また、図２，図３の試料ホルダ２０、３０
を用いて上述と同様にして試料１についてレーザアブレ
ーション及び分析を実行でき、図１の試料ホルダ１０と
同様の効果を得ることができる。

【００６５】なお、図５において、試料チャンバ１１２
内で、特に保持台６０を用いずに、他の試料台等の上に
図１〜図３の試料ホルダ１０、２０、３０を載せるよう
にしてもよく、この場合、特に、試料ホルダ１０におい
て上述の分析妨害成分の発生を防ぐために、図４のよう
に孔１９ａのある試料台１９の上に試料ホルダ１０を載
せることが好ましい。また、図２，図３の試料ホルダ２
０，３０の場合は、試料台１９の上に試料ホルダ１０を
載せることは不要であるが、試料台１９に載せることで
分析妨害成分の発生をより確実に防ぐことができる。

【００６６】次に、図５のＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置５０
のＬＡ装置５１についての変形例を図９，図１０により
説明する。図９の例は、光源１５１からの光をミラー１
５２を介して図５，図７の試料チャンバ１１２内の保持
台６０の貫通孔６２を通して粘着テープ１３の裏面１３
ｂに照射するものである。保持台６０に保持された試料
１に粘着テープ１３の裏面１３ｂ側から光を照射するこ
とで試料１をＣＣＤカメラ１１１で透過光像により観察
することができる。なお、試料１に粘着テープ１３の粘
着面１３ａ側からも光を照射し、試料１を実体顕微鏡像
と透過光像との両方で観察できるようにしてもよい。

【００６７】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００６８】〈各種テープの適性試験〉

【００６９】１．まず、各種粘着テープについて試料ホ
ルダに貼り付け、試料を付けないで測定を行うブランク
測定を行い、実施例に適するか否かを確認した。試料ホ
ルダとしては、３ｃｍ×２ｃｍのプラスチック板に１ｃ
ｍ×０．５ｃｍの孔を形成し、この孔を覆うようにして
粘着テープを貼り付け、図１のような試料ホルダを作製
した。この試料ホルダを図６のような保持台上に載せて
次の各種テープについてブランク測定を行った。 (1)セロハンテープ：コクヨ、ニチバン (2)メンディングテープ：スコッチ（３Ｍ） (3)透明テープ：NITTO TAPE (4)赤色テープ：カラーテープ（井内盛栄堂取り扱い）

【００７０】また、比較のために従来のスライドガラス
上に両面テープを貼り付けて同様のブランク測定を行っ
た。 (5)両面テープ：ヤマト（株）

【００７１】さらに、比較のためにガラスビード法によ
り試料を混入しないガラスビードを作製し同様のブラン
ク測定を行った。 (6)ガラスビード作製に用いたビード化試薬：四ホウ酸
リチウム（和光純薬）四ホウ酸リチウム６ｇを白金皿で融解し、ガラスビード
を作製した。

【００７２】２．測定条件は次のとおりである。

【００７３】(1)レーザアブレーション装置 New Wave Research製 UP-266 Ｎｄ：ＹＡＧレーザ第４高調波（２６６ｎｍ）１shotのレーザビーム径：５μｍ〜４００μｍ（今回の
一連の測定では、１００μｍに設定した。）レーザ周波数：１〜２０Ｈｚ（今回の一連の測定では、
１０Ｈｚに設定した。）レーザパワー：１００％（装置上では、０〜１００％ま
で可変）レーザパワーが１００％の時のレーザビームのエネルギ
ー値を次の表１に示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】(2)ＩＣＰ−ＭＳ分析装置横河アナリティカル製 Agilent7500s 測定パラメータＲＦパワー：１２００Ｗ（１０００〜１５００Ｗまで可
能、好ましくは１１００Ｗ〜１５００Ｗ）サンプリング位置：１０ｍｍ（３〜２０ｍｍまで可能、
好ましくは５〜１５ｍｍ）キャリアガス流量：１．１５リットル／分（０．９〜
１．５リットル／分まで可能、好ましくは１.０〜１．
３リットル／分）

【００７６】(3)測定結果を次の表２に示す。なお、測
定時のレーザ条件は上記レーザアブレーション装置にお
いて１００μｍ−１０Ｈｚ−パワー１００％に設定し
た。

【００７７】

【表２】

【００７８】表２において、「-」は、レーザ照射なし
でＡｒガスのみをサンプルガスとして流したときのブラ
ンクレべルを意味する。ブランク強度は、質量数により
異なるが、低ｍｓ（７〜６０）では数百〜数千ｃｐｓ、
中ｍｓ（６０〜１６０）では数百、高ｍｓ（１６０〜２
５０）では数１０ｃｐｓである。

【００７９】表２から、セロハンテープ（コクヨ、ニチ
バン）は、レーザ照射による悪影響（分析を妨害する成
分の発生）がないことが分かり、メンディングテープ
（スコッチ（３Ｍ））もレーザビーム照射による悪影響
が少ないことが分かる。また、透明テープ（NITTO TAP
E）も比較的悪影響が少なく、発生した成分以外の元素
について分析が可能である。一方、ガラスビードは、用
いたビード化試薬（四ホウ酸リチウム）の成分が発生
し、これらの元素の分析ができないことが分かり、ま
た、スライドガラスに両面テープを貼り付けたものはガ
ラス成分が発生し悪影響が大きく、また、赤テープの場
合も悪影響が大きいことが分かる。

【００８０】〈実施例〉

【００８１】次に、実施例として高純度Ｆｅ_２Ｏ_３粉末
を試料として図１の試料ホルダ（ニチバン製セロハンテ
ープを使用）を用いて分析を行った。また、比較例とし
て従来法であるスライドガラス上の両面テープ法、ガラ
スビード法、粉末プレス法の４種類により同じ試料の分
析を行い比較した。その結果を次の表３に示す。

【００８２】実施例の図１の試料ホルダで使用した試料
量は５ｍｇ、スライドガラス上の両面テープ法でも同じ
く５ｍｇ、ガラスビード法では５００ｍｇの試料に対し
四ホウ酸リチウムを６ｇ使用した。粉末プレス法ではお
よそ１０００ｍｇの試料を使用した。

【００８３】

【表３】

【００８４】表３から本実施例によれば、他元素が発生
せずブランクがないため試料の組成や不純物分析が可能
であり、また、粉末プレス法のように試料が多量に必要
ではなく、少量で分析ができる。また、ガラスビード法
では試料の作成に約４０分程度かかったのに対し、本実
施例では、試料ホルダによる試料作成に要する時間が極
めて短く、約１分程度で準備が完了し、ガラスビード法
よりもかなり、分析準備時間を短縮できた。

【００８５】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、図１乃至図３では、試料ホルダの試料基台
の平面形状を矩形状にしたが、円形、長円形、楕円、三
角形、多角形等の各種形状としてもよいことは勿論であ
り、試料基台に形成される孔または凹部の平面形状も、
矩形状以外の円形、長円形等であってもよい。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、レーザアブレーション
−ＩＣＰ質量分析またはレーザアブレーション−ＩＣＰ
発光分析等において粉末試料等のような固定の困難な試
料を分析する際に少量でも分析することができしかも時
間がかからずに簡単に分析準備ができる試料ホルダ、及
びこの試料ホルダのための保持台を提供できる。

【００８７】また、粉末試料等のような固定の困難な試
料を従来よりも短時間で分析できかつ少量でも分析でき
る試料分析装置及び試料分析方法を提供できる。

【００８８】更に、粉末試料等のような固定の困難な試
料について分析のためレーザアブレーションを実行で
き、しかも少量でも実行できるレーザアブレーション装
置及びレーザアブレーション方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による試料ホルダの斜視図
（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。

【図２】図１の変形例による試料ホルダの斜視図
（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。

【図３】図２の変形例による試料ホルダの斜視図
（ａ）、及び側断面図（ｂ）である。

【図４】図１の試料ホルダを孔のある試料台に載置した
状態を示す側断面図である。

【図５】第２の実施の形態によるＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装
置を概略的に示す図である。

【図６】図５の試料ホルダを保持するための保持台を示
す斜視図である。

【図７】図６の保持台の側断面図である。

【図８】図５のＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図９】図５のＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置の変形例を示す
図である。

【符号の説明】

１試料１０，２０，３０試料ホルダ１１，３１試料基台１２孔３２凹部１３，２３粘着テープ１３ａ粘着面１９試料台５０ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ装置５１レーザアブレーション（Ｌ
Ａ）装置５２ＩＣＰ質量分析装置６０保持台６２貫通孔６３位置決め部１０１レーザユニット１１１ＣＣＤカメラ１１２試料チャンバ１３０質量分析部１５１光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｇ 1/28 Ｗ (72)発明者吉田知生東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 2G043 CA06 CA07 DA06 EA08 KA09 2G052 AD32 AD35 AD42 CA04 CA14 DA05 DA33 EB01 GA24 JA04 JA07 2G059 BB09 BB10 DD13 EE06 GG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料基台に形成された孔または凹部を覆
うようにして粘着テープを前記試料基台に貼り、試料を
前記孔または前記凹部に対応した領域内で前記粘着テー
プに付着させて固定できるように構成したことを特徴と
する試料ホルダ。
【請求項２】前記試料が付着する粘着テープの粘着面
に剥離容易なフィルムまたはシートが貼り付けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の試料ホルダ。
【請求項３】前記粘着テープが片面に粘着面を有し、
前記孔を通して露出した前記粘着面に前記試料が付着す
ることを特徴とする請求項１または２に記載の試料ホル
ダ。
【請求項４】前記粘着テープが両面に粘着面を有し、
前記粘着面のいずれか一方に前記試料が付着することを
特徴とする請求項１または２に記載の試料ホルダ。
【請求項５】前記試料がレーザアブレーション−ＩＣ
Ｐ質量分析またはレーザアブレーション−ＩＣＰ発光分
析における分析対象の試料であることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
【請求項６】前記粘着テープの構成成分が炭素、窒
素、酸素及び水素のみであることを特徴とする請求項１
乃至５のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
試料ホルダにより固定された試料に対しレーザビームを
照射しレーザアブレーションを行うように構成したこと
を特徴とするレーザアブレーション装置。
【請求項８】前記試料ホルダに固定された試料を前記
レーザビームを照射する側から前記試料を観察するよう
にしたモニタ手段と、前記試料ホルダの表面側に光を照
射するようにした照射手段と、を備えることを特徴とす
る請求項７に記載のレーザアブレーション装置。
【請求項９】前記試料ホルダに固定された試料を前記
レーザビームを照射する側から前記試料を観察するよう
にしたモニタ手段と、前記試料ホルダの粘着テープの裏
面側に光を照射するようにした照射手段と、を備えるこ
とを特徴とする請求項７または８に記載のレーザアブレ
ーション装置。
【請求項１０】請求項７，８または９に記載のレーザ
アブレーション装置から導入された試料を分析するよう
に構成したことを特徴とする試料分析装置。
【請求項１１】試料ホルダにおいて孔または凹部が形
成された試料基台に前記孔または前記凹部を覆うように
して粘着テープを貼り付ける工程と、試料を前記孔または前記凹部に対応した領域内で前記粘
着テープに付着させて固定する工程と、前記試料ホルダを試料チャンバ内にセットする工程と、前記固定された試料に対しレーザビームを照射しレーザ
アブレーションを行う工程と、を含むことを特徴とする
レーザアブレーション方法。
【請求項１２】請求項１１に記載のレーザアブレーシ
ョン方法によりレーザアブレーションが行われた試料に
ついて分析を実行する工程を含むことを特徴とする試料
分析方法。
【請求項１３】前記試料の分析は、ＩＣＰ質量分析ま
たはＩＣＰ発光分析であることを特徴とする請求項１２
に記載の試料分析方法。
【請求項１４】請求項１乃至６のいずれか１項に記載
の試料ホルダを請求項７，８または９に記載のレーザア
ブレーション装置に保持するための保持台であって、前
記試料ホルダを所定位置に位置決めるための位置決め手
段を備えることを特徴とする試料ホルダ用保持台。
【請求項１５】前記試料ホルダの試料基台の孔または
凹部に対応して形成された貫通孔または凹部を備えるこ
とを特徴とする請求項１４に記載の試料ホルダ用保持
台。