JP2017133985A - プラズマ分光分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的高い消費流量のガスを使用するプラズマ分光分析装置において、効果的なガスフィルタリングを実現し、その分析能力を向上すること【解決手段】被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部２０と、インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部３０と、プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部４０とを備える、プラズマ分光分析装置が提供される。そのプラズマ分光分析装置は、試料導入部へガスを供給するための第１のガスライン６１と、プラズマ生成部へガスを供給するための第２のガスライン６３と、第１のガスラインに設けられて、ガス中に含まれる不純物を除去するためのフィルタ５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣＰ−ＭＳ（Inductively Coupled Plasma−Mass Spectrometry：誘導結合プラズマ質量分析）装置およびＩＣＰ−ＡＥＳ（Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry：誘導結合プラズマ発光分光分析）装置などのＩＣＰ分析装置、並びにＭＩＰ−ＭＳ（Microwave Induced Plasma−Mass Spectrometry：マイクロ波誘導プラズマ質量分析）装置およびＭＩＰ−ＡＥＳ（Microwave Induced Plasma−Atomic Emission Spectrometry：マイクロ波誘導プラズマ発光分光分析）装置などのＭＩＰ分析装置を含む、プラズマ分光分析装置に関する。より詳しくは、ガスを効果的に清浄化して供給する装置を備えたプラズマ分光分析装置に関する。

ＩＣＰ又はＭＩＰ分析装置などのプラズマ分光分析装置は、特に微量の無機元素を検出するために有用であり、半導体、地質及び環境産業を含む多くの分野で広く利用されている。以下では、簡略化のために、従来技術のプラズマ分光分析装置の一例として、ＩＣＰ−ＭＳ装置について説明を行う。図７は、特許文献１の図３に示された従来の誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ装置）に類似した構成の例を示す。

図７において、図示しないガスソース（ガス源）からのガス、例えばアルゴンガス７０４の流量はガス流量制御部７０３により制御される。ネブライザー７０５には、ガス流量制御部７０３からのキャリアガスと、試料タンク７０１からの液体の試料７０２とが導入され、試料７０２が霧化される。スプレーチャンバ７０６はネブライザー７０５にエンドキャップ７０７を介して取り付けられる。また、スプレーチャンバ７０６には、エンドキャップ７０７を介してガス流量制御部７０３からのメイクアップガスが供給される。霧化された試料７０２の液滴のうち、粒径の大きな液滴はスプレーチャンバ７０６の内壁に付着して滴下し、ドレイン穴７０６ａより外部へ排出される。ドレイン穴７０６ａから排出された液体は、ポンプ７１５を介してドレインタンク７０８へ送られる。

スプレーチャンバ７０６で霧化された試料と、ガス流量制御部７０３からのキャリアガス及びメイクアップガスとの混合ガス、即ち一般にインジェクターガスと呼ばれるガスは、プラズマトーチ７０９に導入される。プラズマトーチ７０９は、インジェクターガスが導入される内管と、その外側の外管と、そのさらに外側の最外管とを有する三重管の構成を有する。外管には、ガス流量制御部７０３からの補助ガスが導入され、最外管には、ガス流量制御部７０３からのプラズマガスが導入される。高周波電源７１０からの電流が供給されるワークコイル７１１によって発生する誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）７１２によって、試料７０２がイオン化される。次いで、質量分析部７１３において、イオン化した試料中の元素が質量／電荷比に基づいて分離および検出されて、試料７０２中の元素及び各元素濃度が最終的に求められる。

多年にわたる技術発展の結果、ＩＣＰ−ＭＳ装置は、より微小なレベルで多種多様の元素を検出できるようになってきている。例えば、ＩＣＰ−ＭＳ装置は、１０億分の１（ｐｐｂ）又は１兆分の１（ｐｐｔ）という優れた感度レベルで元素濃度を定量できるようになっており、被分析物に含まれる微量なケイ素（Ｓｉ）、硫黄（Ｓ）又はリン（Ｐ）等を質量分析するようなことも行われている。

例えば、非特許文献１〜４にはそれぞれ、ポリアミドのような有機材料中の微量なケイ素を質量分析すること、鋼などの金属材料中の微量なケイ素を質量分析すること、ＧａＡｓ半導体のような半導体中の微量なケイ素を質量分析すること、及び超純水などの水に含まれる微量なケイ素を質量分析することが、記載されている。また非特許文献５〜８にはそれぞれ、有機材料、石油製品、医薬品、食品、水、バイオ燃料、金属材料、生体試料、高純度試薬、地質物質、及び有機溶媒などに含まれている硫黄またはリンを質量分析すること、ＧｅＯ_２のような半導体中の微量な硫黄を質量分析すること、ビスフェノールＡのような有機材料中の微量な硫黄を質量分析すること、並びに燃料、バイオマテリアル及び医薬品のような有機マトリクス中の微量な硫黄を質量分析することが、記載されている。

特開平１１−３４４４７０号 特公平７−４５０３（又は米国特許第４７９５４８２号） 特開２０１４−１８３０４９号 特開２０１３−１４３１９６号

M. Resano、M. Verstraete、F.Vanhaecke及びL. Moens著、「Direct determination of trace amounts ofsilicon in polyamides by means of solid sampling electrothermal vaporizationinductively coupled plasma mass spectrometry」、Journalof Analytical Atomic Spectrometry、2002、17、897-903、2002年５月１日発行（オンライン） Hui-tao Liu及びShiuh-Jen Jiang著、「Dynamicreaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry for determination ofsilicon in steel」、Spectrochimica ActaPart B: Atomic Spectroscopy、Volume 58、Issue 1、1 January 2003、Pages 153-157 Klaus G. Heumann著、「Isotope-dilution ICP-MS for traceelement determination and speciation: from a reference method to a routinemethod?」、Analytical andBioanalytical Chemistry、January 2004、Volume 378、Issue2、pp 318-329 Yuichi Takaku、Kimihiko Masuda、TakakoTakahashi及びTadashiShimamura著、「Determination oftrace silicon in ultra-high-purity water by inductively coupled plasma massspectrometry」、Journal ofAnalytical Atomic Spectrometry、1994、9、Pages 1385-1387 J. Giner Martinez-Sierra、O. Galilea San Blas、J.M. Marchante Gayon、J.I. Garcia Alonso著、「Sulfur analysis by inductively coupledplasma-mass spectrometry: A review」、SpectrochimicaActa Part B: Atomic Spectroscopy、Volume 108、1 June 2015、Pages35-52 Matti NIEMELA、Harri KOLA及びPaavo PERAMAKI著、「Determination of Trace Impurities in GermaniumDioxide by ICP-OES, ICP-MS and ETAAS after Matrix Volatilization: A Long-runPerformance of the Method」、Analytical Sciences、Vol.30、Pages 735-738、2014年7月10日発行（オンライン） M. Resano、M. Verstraete、F.Vanhaecke、L. Moens及びJ. Claessens著、「Directdetermination of sulfur in Bisphenol A at ultratrace levels by means of solidsampling-electrothermal vaporization-ICP-MS」、Journalof Analytical Atomic Spectrometry、2001、16、Pages 793-800、2001年7月12日発行（オンライン） Lieve Balcaen、Glenn Woods、MartinResano及びFrank Vanhaecke著、「Accurate determination of S in organicmatrices using isotope dilution ICP-MS/MS」、Journal ofAnalytical Atomic Spectrometry、2013、28、Pages 33-39、2012年11月12日発行（オンライン）

このように、さまざまな元素をより微小なレベルで検出することが可能になると、ＩＣＰ−ＭＳ装置で用いられるガスに含まれる極めて微量の不純物を考慮する必要が生じてくる。即ちＩＣＰ−ＭＳ装置へ供給されるガス７０４としては一般にガス製造業者により産業ガス等として販売されているガスが使用され、また場合によっては、ＩＣＰ−ＭＳ装置を使用する施設において、自ら製造した産業ガスが使用される。これらの産業ガスには、許容可能な極めて微量の不純物が含まれ得るが、ＩＣＰ−ＭＳ装置がより微小レベルの成分を検出できるようになるにつれて、このような不純物が質量分析部７１３においてバックグラウンドノイズとして検出されたり、係る不純物に起因するイオンが干渉を引き起こしたりというような、分析結果に影響を及ぼす問題が生じ得る。また、上記産業ガスに含有される不純物の量が極めて少ない場合においても、配管やガスを伝送する他の経路の材料などに起因する微量の汚染が発生し、同様の問題を引き起こすことがある。

ここで、プラズマ分光分析装置において、ガスに含まれる極微量の不純物が、分析結果に与える影響を検証するために、液体試料中に不純物として含有される１ｐｐｂ（１μｇ／Ｌ）のＳｉが、試料からではなく、インジェクターガスを構成する乾燥したアルゴンガス中の不純物として導入されたと想定して、アルゴンガス中のＳｉの量（体積比）を計算してみる。ここで便宜上、１個の不純物分子中に１個のＳｉ原子が含まれることを想定して議論する。全てのガス流量（ＳＬＭ：Standard Litterper Minute）については標準状態（ＳＴＰ：２７３．１５Ｋ、０．１ＭＰａ）を想定し、インジェクターガスの流量は１．０７ＳＬＭ、ネブライザーの溶液吸い上げ量は０．２ｇ／分（２００μＬ／分）とする。また、スプレーチャンバにおける霧化された試料の通過率は５％とする。その結果、１ｐｐｂ溶液導入時におけるプラズマへのケイ素導入量は１．００×１０^―１１（ｇ／分）と算出される。ケイ素導入量（ｇ／分）の単位および乾燥アルゴンガス流量（ＳＬＭ）の単位を（ｍｏｌ／分）に変換して除算することにより、Ｓｉのガス中相当濃度はモル比（≒体積比）で求められ、Ｓｉのガス中相当濃度として、約７．６ｐｐｔｖが得られる。言い換えれば、上記の条件において、アルゴンガス中にＳｉ不純物が７．６ｐｐｔｖ含まれている場合、試料溶液中にＳｉが含まれていなくとも、試料が１ｐｐｂのＳｉを含んでいるという分析結果が得られることになる。実際には、純度９９．９９９％のアルゴンガスは、最大０．４ｐｐｍｖ程度のＳｉ不純物を含む可能性がある。

従来、比較的低い消費量（流量）のガス（≦２ＳＬＭ）を用いる分析機器用のガスラインには、特許文献２に記載されたようなガス浄化物質、例えばゼオライトを用いたフィルタが、使用されることもあった。しかしながら、図７に示すような従来のＩＣＰ−ＭＳ装置に供給されるガス７０４に含まれる不純物を除去するために、従来のフィルタをそのまま使用することは適切ではないか、少なくとも好ましくない。その理由は、プラズマ分光分析装置へ供給されるガスの流量は一般に約２０ＳＬＭと高いが、ガスの流量が高くなればなるほど、ガスとフィルタとの接触時間が短くなり、不純物が十分に除去されないままガスがフィルタを透過してしまうからである。より大きな流量に対応する能力を有するフィルタを製作することは可能であるかもしれないが、フィルタは遙かに大きくなりコストも増大する。従って、ガスを使用するプラズマ分光分析装置において、ガスフィルタに対する負荷を増大させることなく、ガス中の極めて微量の不純物を効率的に除去することが望ましい。

本発明の主な課題は、ガスを使用するプラズマ分光分析装置において、上記のような極めて微量の不純物を効率的に除去する効果的なガスフィルタリングを実現し、システムの分析能力を向上させることである。

本発明によれば、被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部と、インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部とを備える、プラズマ分光分析装置が提供される。プラズマ分光分析装置は、試料導入部へガスを供給するための第１のガスラインと、プラズマ生成部へガスを供給するための第２のガスラインと、第１のガスラインに設けられて、ガス中に含まれる不純物を除去するためのフィルタとを備える。

本発明の一つの側面によれば、第１のガスライン及び第２のガスラインは、単一のソース（源）ガスラインから２つに分岐または分割され、同一のガスを供給されるように構成され得る。第１のガスラインを通過するガスの流量は、第２のガスラインを通過するガスの流量よりも小さく、例えば約６ＳＬＭから２３ＳＬＭだけ小さく、好ましくは１１ＳＬＭから１９ＳＬＭだけ小さい。

本発明に適用されるフィルタは、ガス中の不純物を効果的に除去可能な多種多様なフィルタのいずれとすることもできるが、一例を挙げれば、インライン配管用のガス精製器とすることができる。

第１のガスラインは、試料導入部とフィルタとの間に、ガス流量コントローラを備えることができ、この場合にフィルタは、第１のガスラインのガス流に沿って、ガス流量コントローラよりも上流に配置される。しかしながら、フィルタは、ガス流量コントローラよりも下流に配置することもできる。またガス流量コントローラは他のガスラインにも設けてもよい。ガス流量コントローラは、マスフローコントローラとすることができる。

本発明の別の側面によれば、試料導入部は、被分析試料と第１のガスラインからのガスとを混合してインジェクターガスを生成するためのネブライザーを含むことができる。第１のガスラインは、コネクタ（継手）を介して第３のガスライン及び第４のガスラインに分岐または分割され、フィルタリングされたガスの一部をキャリアガスとして、残部をメイクアップガスとして試料導入部へ伝達することができる。ネブライザーは、被分析試料を含む液体試料とキャリアガスを混合して噴霧し、その際メイクアップガスはネブライザーのノズル外面を通過して霧化した試料の伝送を補助する。フィルタは第１のガスラインではなく第３のガスライン及び前記第４のガスラインのそれぞれに設けられてもよい。

ガス精製器とすることができるフィルタは、一例としてカートリッジ形態とすることができ、交換自在に第１のガスライン或いは第３及び第４のガスラインに接続され得る。第２のガスラインは、コネクタを介して第５のガスライン及び第６のガスラインに分岐または分割され、第２のガスラインを通過するガスの一部をプラズマガスとして、残部を補助ガスとしてプラズマ生成部へ伝達することができる。

第６のガスラインに代えて、プラズマ生成部へ補助ガスを伝達するための第７のガスラインが、フィルタの後において第１のガスラインから分岐されてもよい。第７のガスラインは例えば、第３のガスライン及び第４のガスラインが分岐するコネクタから分岐され得る。

追加的に、試料導入部へ希釈ガスを伝達するための第８のガスラインが、フィルタの後において第１のガスラインから分岐されてもよい。第８のガスラインは例えば、第３のガスライン及び第４のガスラインが分岐するコネクタから分岐され得る。第３から第８のガスラインのそれぞれには、ガス流量コントローラを設けることができ、ガス流量コントローラは、マスフローコントローラとすることができる。

プラズマ生成部は、第１のガスラインからのガスと被分析試料との混合物、即ち通常は第３と第４のガスラインからのキャリアガス及びメイクアップガスと被分析試料との混合物からなるインジェクターガスを受け取ると共に、第２のガスラインからのガス、即ち通常は第５と第６のガスラインからのプラズマガス及び補助ガスを受け取って試料を原子化、励起、又はイオン化するためのプラズマを生成する、三重管構造のプラズマトーチを含むことができる。プラズマガスはプラズマトーチの最外管へ伝達され、補助ガスはプラズマトーチの外管へ伝達され、インジェクターガスはプラズマトーチの内管へ導入され得る。インジェクターガスは、ガスクロマトグラフ又はレーザアブレーション装置からの出力とすることもできる。

本発明の更に別の側面によれば、試料導入部へオプションガスを供給するためのオプションガスラインと、オプションガスラインに設けられて、ガス中に含まれる不純物を除去するための第２のフィルタとを更に含むことができる。オプションガスは、酸素、アルゴンを含む酸素、窒素を含む酸素、ヘリウムを含む酸素、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、酸素を含むガスとすることができる。第１及び第２のガスラインのそれぞれを通じて供給されるガスは、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、及びそれらの混合物からなるグループから選択されることができる。

本発明の装置は方法的な側面からとらえて記述することもできる。この側面によれば本発明は、被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部と、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部とを備える、プラズマ分光分析装置において、測定のバックグラウンド強度を低減するための方法として提供される。その方法は、第１のガスを、不純物を除去するためのフィルタを介して前記試料導入部へ供給し、第２のガスを、フィルタリングせずにプラズマ生成部へ供給することを含む。第１のガスは、上記プラズマ分光分析装置の第１のガスラインを通じて試料導入部へ供給される。また第２のガスは、上記プラズマ分光分析装置の第２のガスラインを通じてプラズマ生成部へ供給される。

本発明は、ガスソースからのガスを用いて、被分析試料を含むインジェクターガスを生成し、且つインジェクターガスがプラズマに導入されて被分析試料を分析するプラズマ分光分析装置であれば、誘導結合プラズマ質量分析装置、誘導結合プラズマ発光分光分析装置、マイクロ波誘導プラズマ質量分析装置、及びマイクロ波誘導プラズマ発光分光分析装置などに適用可能である。

本発明によれば、ＩＣＰ−ＭＳ装置、ＩＣＰ−ＡＥＳ装置、ＭＩＰ−ＭＳ装置、及びＭＩＰ−ＡＥＳ装置などのプラズマ分光分析装置において、キャリアガス及び／又はメイクアップガス等のインジェクターガスを構成するガスにのみフィルタリングを行うように構成した。これにより、従来のシステムと比べて不純物に起因したバックグラウンドノイズがより低くなり、システムの分析能力も向上する。また、供給ガス全部を一括してフィルタリングする場合に比べてフィルタに対する負荷も低いことにより、フィルタの除去能力の低下を招くことなく、キャリアガス及びメイクアップガス等を効果的にフィルタリングすることも可能となり、ひいてはフィルタの寿命を延ばすことも可能になる。

本発明によるＩＣＰ−ＭＳ装置の構成例を示す略図である。 図１に示されたＩＣＰ−ＭＳ装置の代替の構成例を示す略図である。 図１に示されたＩＣＰ−ＭＳ装置の代替の構成例を示す略図である。 図１のＩＣＰ−ＭＳ装置の試料導入部と置き換えられ得るガスクロマトグラフを示す略図である。 図１のＩＣＰ−ＭＳ装置の試料導入部と置き換えられ得るレーザアブレーション装置を示す略図である。 ガスフィルタの除去能力の流量特性を示すグラフである。 ＩＣＰ−ＭＳ装置において、ガスフィルタを使用しない（本発明を適用しない）場合の連続的な時間変化に対する分析結果を表したグラフである。 ＩＣＰ−ＭＳ装置において、ガスフィルタを使用した（本発明を適用した）場合の連続的な時間変化に対する分析結果を表したグラフである。 図６Ａと図６Ｂの分析結果（ＳｉのＢＥＣ値）の平均値を表す棒グラフである。 従来のＩＣＰ−ＭＳ装置の構成例を示す略図である。

図１は、本発明によるプラズマ分光分析装置の一例として、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ装置）１００の構成を示す。図１において、液体試料２１の微小液滴を含むインジェクターガスが試料導入部２０からプラズマ生成部３０へ供給される。係る微小滴中に存在する化合物や原子は、プラズマ３２内で分解され、イオン化される。その結果得られた試料イオンは、質量分析部４０へ移送される。この質量分析部４０は、ターボ分子ポンプ及びロータリー真空ポンプ等（図示せず）を用いて、試料イオンの流れに沿って段階的に圧力が下がるように構成されている。

試料イオンは、サンプリングコーン４１及びスキマーコーン４２からなるインターフェース中のオリフィスを介してイオンレンズ系４３へと引き込まれる。次いで、試料イオンは、コリジョン／リアクションセル４４を経て、四重極質量分析器４５中に集束される。この四重極質量分析器４５は、質量／電荷比に基づいて試料イオンを分離する。試料イオンを分離するための装置として、四重極質量分析器以外にも、例えば扇形電場・磁場型、飛行時間型、又はイオントラップ型の質量分析器が存在する。分離されたイオンは、検出器４６により測定される。このようなＩＣＰ−ＭＳ装置は、周期律表の大半の元素について同時多元素分析を行う手段を提供し、簡単に質量スペクトルを得ることができる。また、係るＩＣＰ−ＭＳ装置は、優れた感度を示し、１兆分の１（ppt）のレベルで元素濃度を定量することができる。

図１では、質量分析部４０は、四重極質量分析器を用いた質量分析装置として記載されている。しかしながら、質量分析部４０は、イオン化部３０において生成された誘導プラズマの発光スペクトルを観測する発光分光分析装置とすることもできる。このように構成されたＩＣＰ分析装置は一般に、ＩＣＰ−ＯＥＳ（Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectrometry：誘導結合プラズマ発光分光分析）装置またはＩＣＰ−ＡＥＳ（Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry：誘導結合プラズマ発光分光分析）装置と呼ばれている。

図１において、ガスソース１０からの圧力調整されたガスは、約８ＳＬＭ〜２７ＳＬＭの流量でガスライン１３に供給される。ガスソースのガスは主に、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ_２）ガス、及びヘリウム（Ｈｅ）のような不活性ガスであるが、用途に応じて、水素（Ｈ_２）ガス、及び酸素（Ｏ_２）ガス等またはそれらの混合ガスとすることができる。図１では、ガスソースは１つしか示されていないが、複数のガスソースを備えることも可能である。この場合、各ガスソースのガスは、同じ又は異なることができる。

ガスソース１０からのガスライン１３は、本明細書においてソースガスラインとも呼ばれ、コネクタ６０を介してガスライン６１と６３に分岐または分割される。複数のガスソースが存在する場合には、ガスライン６１と６３はそれぞれ、各ガスソースに接続され得る。ガスライン６１はガスフィルタ５０に接続される。このガスフィルタ５０については、後述する。このガスフィルタ５０により、ガスライン６１を流れるガスに含まれている不純物が除去されてガスライン６２へ供給される。ガスライン６２は、図１に示したように、コネクタ６４を介してキャリアガス用のガスライン１５及びメイクアップ用のガスライン１６に分岐される。ガスライン１５及び１６にはそれぞれ、ガス流量コントローラ１４が設けられている。ガス流量コントローラはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）とすることができる。

ガスライン１５は、試料導入部２０のネブライザー２２へ接続され、ガスライン１６はエンドキャップ２３へ接続される。また、被分析物を含む液体試料２１もネブライザー２２へ供給される。図示されたように、ネブライザー２２は、エンドキャップ２３を介してスプレーチャンバ２４に接続される。ネブライザー２２は、ガスライン１５からのキャリアガスと液体試料２１を混合して噴霧する。メイクアップガスは、ネブライザー２２の先端部の周囲を通過し、霧化した試料の伝送を補助し、プラズマ中での分析対象元素イオンのイオン化条件を最適化する。霧化された試料は、キャリアガスおよびメイクアップガスと共に、スプレーチャンバ２４を通ることによって大きい液滴が取り去られ、インジェクターガス（エアロゾル）として、プラズマ生成部３０のＩＣＰトーチ３１へ送り込まれる。

ガスライン６３は、コネクタ６５を介してプラズマガス用のガスライン１７及び補助ガス用のガスライン１８に分岐される。ガスライン１７及び１８には、ガス流量コントローラ１４が設けられている。ガス流量コントローラはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）とすることができる。各ＭＦＣ１４は、ＩＣＰ分析装置のコントローラ又はコンピュータ等（図示せず）からの命令に従って、各ガスライン１５から１８を流れるガスの質量流量を計測し、流量の制御を行う。

ガスライン１３、１５から１８、及び６１から６３はそれぞれ、例えばステンレススチール製または樹脂製の管であり、管の内径は一般に、直径０．５ｍｍから８ｍｍ程度である。極微量な不純物、例えば有機ケイ素化合物、有機硫黄化合物、又は有機ハロゲン化合物を排除する観点から、ステンレススチール製の管がより好ましい。プラズマトーチとも呼ばれるＩＣＰトーチ３１は、石英の三重管構造になっており、インジェクターガスが導入される内管と、その内管の外側に外管と、その外管のさらに外側の最外管とを有する。外管にはガスライン１８により補助ガスが導入され、最外管にはガスライン１７によりプラズマガスが導入される。

ＩＣＰトーチ３１の先端には、プラズマ３２を発生させるためのエネルギーを提供するワークコイル（図示せず）が配置され、高周波電源（図示せず）に接続されている。ＩＣＰトーチ３１に補助ガス及びプラズマガスを提供した状態で、高周波電力を印加して、プラズマ３２を点灯状態にすることができる。プラズマの温度は数１０００Ｋから１００００Ｋに達する。プラズマガスは、プラズマを生成し維持するために使用される。また、プラズマガスは、ＩＣＰトーチ３１を冷却する働きもする。補助ガスは、プラズマ３２の生成位置を下流側にシフトさせ、ＩＣＰトーチ３１の内管および外管を保護する役割を果たす。また、補助ガスは、プラズマトーチの形態によっては流さなくても良い場合がある。液体試料の微小液滴を含むインジェクターガスが内管から提供される。前述したように、係る微小液滴中に存在する化合物や原子は、プラズマ３２内で分解され、イオン化される。

前述したように、ガス製造業者から供給される産業ガスは、極めて微量な不純物を含む可能性があり、また配管等から汚染される場合もあるが、特に、ＩＣＰ−ＭＳ装置、ＩＣＰ−ＡＥＳ装置、ＭＩＰ−ＭＳ装置、及びＭＩＰ−ＡＥＳ装置などのプラズマ分光分析装置に使用するためのガスは、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、塩素（Ｃｌ）、及び臭素（Ｂｒ）などのような不純物を含まないことが望ましい。上記のガスフィルタ５０は、そのような不純物を取り除くように構成されたガス精製器である。

例えば、このようなガス精製器は、ガスが流入する入口および精製されたガスが流出する出口を備える金属製の筒状構造であり、ガスを精製するための精製要素がその内部に充填されている。精製要素としては例えば、有機ケイ素化合物、有機硫黄化合物または有機ハロゲン化合物などの有機化合物の不純物に対しては、活性炭およびゼオライトなどの吸着剤、又はゲッターと呼ばれる、気体中の不純物を吸収するジルコニウム合金のような合金を使用することが有効である。また、硫化水素などの不純物は、酸化銅などのような金属酸化物と化学反応させることにより除去することが可能である。このようなガス精製器は、除去対象の物質に依存してその使用寿命は大きく異なるが、一般に流量１ＳＬＭで流れる純度９９．９９９％のアルゴンガスに対して、連続して１０００から１０００００時間にわたって不純物を除去する能力を有する。

また、ガスフィルタ５０は、カートリッジの形態とすることができる。ガスフィルタ５０は、コネクタ等（図示せず）を使用して、ガスライン６１と６２へ交換可能に接続され得る。図１では、１つのガスフィルタ５０が示されている。しかしながら、図２Ａおよび図２Ｂに示された代替構成のように、キャリアガス用のガスライン１５及びメイクアップガス用のガスライン１６のそれぞれに、ガスフィルタ５１、５２が設けられてもよい。図２Ａでは、ガスフィルタ５１、５２はガス流量コントローラ１４の入口側に設けられている。しかしながら、ガスフィルタ５１、５２は、図２Ｂに示すようにガス流量コントローラ１４の出口側に設けられてもよい。また、図１、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、各ガスラインには１つのガスフィルタが設けられているが、多種多様の不純物を取り除くために、複数のガスフィルタを直列または並列に接続して使用することもできる。

図５は、ガスフィルタ５０がガス精製器として構成されている場合を考慮して、ガス精製器自体のＳｉ不純物の除去能力に関して実験的に求めた結果を示す。グラフの水平軸は、ガスフィルタに流入するガス（不純物Ｓｉを含む）の流量（ＳＬＭ）を示す。グラフの左側の縦軸は、ガス中の不純物Ｓｉの濃度を試料溶液中濃度に換算した値を示す。グラフの右側の縦軸は、Ｓｉ不純物が、ガスフィルタで除去されずに通過する透過率を示す。Ａの曲線は、ガスフィルタに導入されるＳｉ不純物の試料中換算濃度を表す。Ｂの曲線は、ガスフィルタを通過したＳｉ不純物の試料中換算濃度を表す。Ｃの曲線は、Ｓｉ不純物がガスフィルタを通過する透過率を表す。この透過率は、Ｂの値をＡの値で除算することにより求めている。

図５のグラフから明らかなように、流入するガスの流量が増えれば増えるほど、ガス中に含まれるＳｉ不純物は、ガスフィルタによって除去されにくくなる。例えば、Ｃのグラフにおいて、ガス流量１ＳＬＭに対応する左端の点と、ガス流量２０ＳＬＭに対応する右端の点とを比べた場合、透過率は約３桁異なっている。即ち、ガスフィルタは、ガスの流量が小さい（例えば、１ＳＬＭ）ほうが不純物を効果的に除去できる。

図１に示されたようなＩＣＰ−ＭＳ装置１００において、キャリアガス用のガスライン１５におけるガスの流量は一般に、約０．２から１．５ＳＬＭであり、好ましくは約０．５から１．０ＳＬＭであり、より好適には約０．７ＳＬＭである。メイクアップ用のガスライン１６におけるガスの流量は、約０．０から１．５ＳＬＭであり、好ましくは約０．０〜１．０ＳＬＭであり、より好適には約０．３ＳＬＭである。

また、プラズマガス用のガスライン１７におけるガスの流量は一般に、約８から２３ＳＬＭであり、好ましくは約１２から２０ＳＬＭである。補助ガス用のガスライン１８におけるガスの流量は一般に、約０．０から２．０ＳＬＭであり、好ましくは約１ＳＬＭである。ガスライン６２におけるガスの流量は約１ＳＬＭであり、ガスライン６３におけるガスの流量は約１３から２１ＳＬＭと考えられる。

前述したように、ガスフィルタは、ガスの流量が小さい（例えば、１ＳＬＭ）ほうが不純物を効果的に除去できる。また、プラズマ分光分析装置の分析結果がプラズマガス及び補助ガスに含まれる不純物によって受ける影響は、インジェクターガスに含まれる不純物による影響よりも少ない。本発明では、ガスフィルタ５０は、ガスの流量が小さいガスライン６２だけに使用され、ガスの流量が大きいガスライン６３には、使用されていない。このような構成により、インジェクターガスを構成するキャリアガス及びメイクアップガスに含まれる不純物を、ガスフィルタ５０のフィルタ能力を有効に活用しつつ、効果的に除去し得る。これにより、不純物に起因したバックグラウンドノイズ等もより低くなり、プラズマ分光分析装置の分析能力も向上する。また、ガスフィルタの寿命が短くなることも防止される。

上記の説明では、ガスフィルタ５０は、ガスライン６２だけに使用されていた。しかしながら、補助ガス用のガスライン１８におけるガスの流量が小さければ、補助ガス用のガスライン１８は、ガスライン６３ではなくて、ガスライン６２から分岐または分割されてもよい。即ち、インジェクターガスに加えて、補助ガスもガスフィルタ５０により清浄化してもよい。これにより、プラズマ分光分析装置の分析能力を更に向上させることができる。

図１に示されたようなＩＣＰ−ＭＳ装置１００において、液体試料２１が海水のように分析対象外の多くの物質（例えば、塩化ナトリウム及び塩化マグネシウムなど）を含む場合には、インジェクターガスを希釈するための希釈ガスが、ガス追加口２７から供給されてもよい。希釈ガスはアルゴンガスとすることができ、ガスライン６２から分岐されて流量コントローラ１４のような流量コントローラを介してガス追加口２７へ供給され得る。希釈ガスの流量は、０から約１ＳＬＭであり、好適には約０．３から約０．８ＳＬＭである。

また、液体試料２１の溶媒が有機溶媒である場合には、酸素を含むガスが、オプションガスとしてガス追加口２７からインジェクターガスへ追加されてもよい。オプションガスとして酸素を含むガスを導入すると、プラズマ３２中における有機物の分解が促進され、未分解の有機物や煤などがトーチ３１、サンプリングコーン４１、スキマーコーン４２、及びイオンレンズ系４３に蓄積されることを抑制でき、分析性能の低下を防ぐことができる。オプションガスは、別のガスソース（図示せず）からガスフィルタ５０のようなガスフィルタを介してガス追加口２７へ供給され得る。本明細書において、オプションガスを伝達するガスラインは、オプションガスラインと呼ばれる。オプションガスラインには、流量コントローラ１４のような流量コントローラも設けられ得る。

オプションガスは、酸素ガス、アルゴンを含む酸素ガス、窒素を含む酸素ガス、ヘリウムを含む酸素ガス、及びそれらの混合物とすることができる。オプションガスの流量は、０から約１ＳＬＭであり、好適には約０．１から約０．５ＳＬＭである。場合によっては、希釈ガス及びオプションガスの双方が、ガス追加口へ供給され得る。

本発明をＭＩＰ分析装置に適用する場合、図１に示されたプラズマ生成部３０は、マイクロ波誘導プラズマ（ＭＩＰ）を生成するシステムに置き換わるが、プラズマガス及び補助ガスは、ＩＣＰ分析装置と同様にプラズマ生成部３０へ供給される。ＭＩＰを生成するシステムは例えば、特許文献３に説明されている。

図１のＩＣＰ−ＭＳ装置１００の代案として、図１の試料導入部２０は、図３に示されたガスクロマトグラフ３００に置き換えることができる。この場合、ガスクロマトグラフのキャリアガス又はメイクアップガスは、別のガスソース（図示せず）から供給され得る。別のガスソースからのキャリアガス用またはメイクアップガス用のガスラインには、図１に示されたガスフィルタ５０のようなガスフィルタが設けられて、キャリアガス又はメイクアップガスが清浄化され得る。

ガスクロマトグラフのキャリアガスは一般に、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ_２）ガス、窒素（Ｎ_２）ガスなどとすることができる。代案として、ガスクロマトグラフ３００のキャリアガスは、図１に示されたガスライン１５のようなガスライン１５’より供給されることもできる。また、ガスクロマトグラフ３００のメイクアップガスは、図１に示されたガスライン１６のようなガスライン１６’により供給され得る。このメイクアップガスは、質量分析部４０における被分析元素の検出において最適なイオン化条件とするためのガスであり、その流量レンジも通常のＩＣＰ分析装置で用いられるキャリアガスやメイクアップガスなどと同じである。したがって、別のガスソースを用いてキャリアガスを供給するような態様では、ガスクロマトグラフ３００用のメイクアップガスは、図１に示されたようなガスライン１５又はガスライン１６により、供給され得る。図３に示されたように、ガスクロマトグラフ３００の出力は、トランスファーライン３１３を介してインジェクター３１４へ接続され、インジェクター３１４はプラズマトーチ３１’に内管として挿入される。

図３において、試料２１’は、ガスライン１５’のキャリアガスと共にカラム３１０に導入される。導入された試料は、カラム３１０を通過する際に成分ごとに分離される。ガスライン１６’により供給されたメイクアップガスは予熱管３１１を通過し、それによりメイクアップガスの温度が調整される。カラム３１０により分離された試料を含むキャリアガスと、温度調整されたメイクアップガスとが混合されて、インジェクターガスが生成される。このインジェクターガスは、トランスファーライン３１３及びインジェクター３１４を介して、図１に示されたようなプラズマトーチ３１’の内管に導入される。カラム３１０、予熱管３１１はオーブンにより温度調整されている。また、トランスファーライン３１３及びインジェクター３１４はヒータ等（図示せず）により温度調整されている。

更なる代案として、図１の試料導入部２０は、図４に示されたレーザアブレーション装置４００に置き換えることができる。この場合、図１のガスライン１５及び１６はそれぞれ、図４に示されたガスライン１５”及び１６”に接続される。また、図１に示されたＡの部分と図４に示されたＡの部分が接続される。図４において、固体試料４２０がアブレーションセル４１０内にセットされている。レーザ４５０からのレーザ光が、ハーフミラー４４０及びレンズ等（図示せず）を介して、固体試料４２０の表面に照射される。ＣＣＤカメラ４３０により、試料の分析箇所が観察できる。照射されたレーザ光によって蒸発・微粒子化した試料は、キャリアガスによりアブレーションセル４１０から排出されるが、試料のアブレーション条件を最適化する目的で、ヘリウムガス（Ｈｅ）などのガスがキャリアガスに追加される場合がある。次いで、排出された試料はメイクアップガスと混合されてインジェクターガスとなる。このインジェクターガスが、図１に示されたプラズマトーチ３１の内管に導入される。

ＩＣＰ−ＭＳ装置において、本発明を適用したことによって分析結果に与える影響を実験的に検証した。本実験では、図１に示すガス供給構成において、特許文献４に記載されたようなＩＣＰ−ＭＳ／ＭＳ装置を使用した。この場合、図１の質量分析部４０のイオンレンズ系４３とコリジョン／リアクションセル４４との間に四重極マスフィルタを備えられるように、チャンバが延長されている。また、実験に使用したＩＣＰ−ＭＳ／ＭＳ装置では、八重極を備えたコリジョン／リアクションセルを使用した。

実験の条件は次の通りである。ガスソースとしてのガスは、太陽日酸社から産業ガスとして販売されている純度９９．９９９％のアルゴンガスを使用した。そして、そのアルゴンガスをプラズマガス、補助ガス、キャリアガス、メイクアップガスとしてそれぞれ使用し、各流量は１５．０ＳＬＭ、０．９０ＳＬＭ、０．７０ＳＬＭ、０．３７ＳＬＭとした。ガスフィルタは、アジレント・テクノロジー社から販売されているＲＭＳＨ−２を使用した。プラズマを生成するための高周波電力として１５００Ｗをワークコイルに印加した。試料溶液の導入速度は約２００μＬ／分（０．２ｇ／分）であり、スプレーチャンバの温度は摂氏２度とした。また、ワークコイルの下流端からサンプリングコーン先端までの距離は４ｍｍとした。コリジョン／リアクションセルには、セルガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）ガスを１ＳＣＣＭの流量で、及びヘリウム希釈の１０％アンモニア（１０％ＮＨ_３／Ｈｅ）ガスを流量０．５ＳＣＣＭで導入した。ＩＣＰ−ＭＳ／ＭＳ装置は、試料イオンの流れに沿って、１つ目の四重極マスフィルタで透過する質量／電荷比（ｍ／ｚ）を２８、２つ目の四重極マスフィルタで透過するｍ／ｚを４４に設定し、ＭＳ／ＭＳモードとして動作させた。このモードでは、プラズマ中で生成されるＳｉイオン（Ｓｉ^＋、ｍ／ｚ＝２８）が１つ目の四重極マスフィルタを通過した後、八重極を備えたコリジョン／リアクションセル中においてアンモニア分子と衝突・反応し、ＳｉＮＨ_２ ^＋（ｍ／ｚ＝４４）となる。そして２つ目の四重極マスフィルタを通過した後、検出器に到達して電気信号に変換される。

その実験結果が、図６Ａから図６Ｃに示される。図６Ａは、図７に示された従来のＩＣＰ−ＭＳ装置のように、ガスフィルタ５０を使用しない場合に、係るＩＣＰ−ＭＳ装置を連続的に３６時間動作させた場合のＳｉ元素のバックグラウンド等価濃度（Background Equivalent Concentration：ＢＥＣ）と信号強度を示す。このグラフにおいて、水平軸は時間（ｈ）を表し、左側の縦軸は信号強度を表し、右側の縦軸はＢＥＣを表す。図６Ｂのグラフは、図１のＩＣＰ−ＭＳ装置のように、ガスフィルタ５０を使用した場合に、図６Ａと同様の条件に基づいてＩＣＰ−ＭＳ装置を連続的に３６時間動作させた場合のＳｉ元素のＢＥＣと信号強度を示す。図６Ａと図６Ｂの各グラフの水平軸、及び縦軸は同じレンジである。

図６Ａ及び図６Ｂのグラフにおいて、（１）のグラフは超純水（ＤＩＷ）導入時の信号強度（バックグラウンドの信号強度）（counts／秒）を表し、（２）のグラフは超純水中に１ｐｐｂ（１μｇ／Ｌ）のＳｉを含む試料を導入したときの信号強度（counts／秒）を表す。ここで、（２）から（１）を減算することにより、１ｐｐｂあたりのＳｉに対する正味の信号強度、即ち装置感度（counts／（秒・ｐｐｂ））が得られる。（３）のグラフは超純水導入時のバックグラウンドの信号強度（１）を装置感度（（２）−（１））で除算することにより求められる。（３）のグラフが示す値は、溶液中濃度（ｐｐｂ）としてのバックグラウンド信号強度を表し、ＢＥＣ（バックグラウンド等価濃度）と呼ばれている。このＢＥＣ値は分析装置において、どの程度低いレベルの分析を行えるかの目安となる数値であり、この値が小さいほど低濃度のレベルでの分析が可能となる。

図６Ａのグラフでは、時間とともにバックグラウンドが変化しており、ＢＥＣ換算で数１００ｐｐｔから数１０ｐｐｂの範囲で変動している。このような変化は、配管の温度や配管を流れるガス流量の変化、産業ガスのロット、又はガスボンベの汚染具合の個体差などによって発生していると考えられる。この条件下では数１００ｐｐｂの濃度範囲においてはＳｉの検出および定量は可能であるが、ｐｐｂレベルの分析はおろか、数１０ｐｐｂレベルの分析も困難である。その一方で、図６Ｂのグラフでは、図６Ａのグラフと異なり、約３６時間にわたってＢＥＣ値が安定しており、かつＳｉのＢＥＣ値が数１００ｐｐｔ以下に低く抑えられているため、数ｐｐｂレベルより低い濃度範囲のＳｉの検出および定量も可能となる。

図６Ａ及び図６Ｂに示されたＳｉのＢＥＣ値の平均値は、２．９７ｐｐｂ及び０．３２ｐｐｂである。図６Ｃは、それらの平均値を棒グラフで示している。ＢＥＣは、バックグラウンド強度に等しい信号強度を与える測定対象元素の濃度を表している。言い換えると、ＢＥＣ値の低下は、不純物に起因したバックグラウンドノイズが低下していることを意味する。従って、本発明によって、キャリアガス及びメイクアップガスに含まれる不純物をガスフィルタ５０により除去することにより、バックグラウンドレベルの変動およびバックグラウンドノイズが３６時間の連続動作において低減していることが実証された。

以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部と、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部とを備える、プラズマ分光分析装置であって、
前記試料導入部へガスを供給するための第１のガスラインと、
前記プラズマ生成部へガスを供給するための第２のガスラインと、
前記第１のガスラインに設けられて、ガス中に含まれる不純物を除去するためのフィルタとを備える、プラズマ分光分析装置。
２．前記第１のガスライン及び前記第２のガスラインが、ソースガスラインから分岐される、上記１に記載のプラズマ分光分析装置。
３．前記第１のガスラインを流れるガスの流量が、前記第２のガスラインを流れるガスの流量よりも小さい、上記１又は２に記載のプラズマ分光分析装置。
４．前記フィルタが、ガス精製器である、上記１から３の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
５．前記第１のガスラインが、前記試料導入部と前記フィルタとの間に、ガス流量コントローラを備える、上記１から４の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
６．前記第１のガスラインが、第３のガスライン及び第４のガスラインに分岐し、一方がキャリアガスを、他方がメイクアップガスを前記試料導入部へ伝達する、上記１から５の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
７．前記フィルタが、前記第３のガスライン及び前記第４のガスラインのそれぞれに設けられたフィルタである、上記６に記載のプラズマ分光分析装置。
８．前記第２のガスラインが、第５のガスライン及び第６のガスラインに分岐し、一方がプラズマガスを、他方が補助ガスを前記プラズマ生成部へ伝達する、上記１から７の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
９．前記プラズマ生成部へ補助ガスを伝達するための第７のガスラインが、前記第１のガスラインから分岐される、上記１から７の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１０．前記試料導入部へ希釈ガスを伝達するための第８のガスラインが、前記第１のガスラインから分岐される、上記１から９の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１１．前記試料導入部へオプションガスを供給するためのオプションガスラインと、
前記オプションガスラインに設けられて、オプションガス中に含まれる不純物を除去するための第２のフィルタとを更に含む、上記１から１０の何れかに記載のプラズマ分析分光装置。
１２．前記第１及び第２のガスラインのそれぞれを通じて供給されるガスが、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、上記１から１１の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１３．前記オプションガスが、酸素、アルゴンを含む酸素、窒素を含む酸素、ヘリウムを含む酸素、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、酸素を含むガスである、上記１１に記載のプラズマ分光分析装置。
１４．前記試料導入部が、前記被分析試料と前記第１のガスラインからのガスとを混合して前記インジェクターガスを生成するためのネブライザーを含む、上記１から１３の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１５．前記インジェクターガスが、ガスクロマトグラフからの出力である、上記１から１３の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１６．前記インジェクターガスが、ガスクロマトグラフからの出力であり、
前記第１のガスラインがキャリアガス及びメイクアップガスの一方を前記ガスクロマトグラフへ伝達し、
他方のガスが別のガスラインを通じて前記ガスクロマトグラフに伝達され、
前記他方のガスから不純物を除去するための別のフィルタが、前記別のガスラインに設けられる、上記１から５の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１７．前記インジェクターガスが、レーザアブレーション装置からの出力である、上記１から１３の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１８．前記プラズマ生成部が、前記第２のガスラインからのガスを受け取って、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するためのプラズマトーチを含む、上記１から１７の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
１９．前記プラズマ生成部が、誘導結合プラズマまたはマイクロ波誘導プラズマを使用する、上記１から１８の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
２０．前記分析部が、質量分析装置または発光分光分析装置を使用する、上記１から１９の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
２１．被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部と、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部とを備える、プラズマ分光分析装置において、測定のバックグラウンド強度を低減するための方法であって、
第１のガスを、不純物を除去するためのフィルタを介して前記試料導入部へ供給し、
第２のガスを、フィルタリングせずに前記プラズマ生成部へ供給することを含む、方法。
２２．前記第１のガスの流量が、前記第２のガスの流量よりも小さい、上記２１に記載の方法。
２３．前記第１のガスが、キャリアガス及びメイクアップガスとして用いられる、上記２１又は２２に記載の方法。
２４．前記第２のガスが、プラズマガス及び補助ガスとして用いられる、上記２１から２３の何れかに記載の方法。
２５．前記第１のガスが、キャリアガス、メイクアップガス、及び補助ガスとして用いられる、上記２１又は２２に記載の方法。
２６．前記第１のガスが、キャリアガス、メイクアップガス、及び希釈ガスとして用いられる、上記２１又は２２に記載の方法。
２７．前記第１のガス及び前記第２のガスが、同じガスソースから供給される、上記２１から２６の何れかに記載の方法。
２８．前記フィルタがガス精製器である、上記２１から２７の何れかに記載の方法。
２９．オプションガスを、不純物を除去するための第２のフィルタを介して前記試料導入部へ供給することを更に含む、上記２１に記載の方法。
３０．前記プラズマ生成部が、誘導結合プラズマまたはマイクロ波誘導プラズマを使用する、上記２１から２９の何れかに記載の方法。
３１．前記分析部が、質量分析装置または発光分光分析装置を使用する、上記２１から３０の何れかに記載の方法。

10 ガスソース
13、15、15’、15’’、16’、16’’、17、18、61から63 ガスライン
14 ガス流量コントローラ
20 試料導入部
21、21’ 試料
22 ネブライザー
30 プラズマ生成部
31、31’ プラズマトーチ
40 質量分析部
50、51、52 ガスフィルタ
100、100' ＩＣＰ−ＭＳ装置
300 ガスクロマトグラフ
400 レーザアブレーション装置

Claims (15)

1. 被分析試料を含むインジェクターガスを生成し送出する試料導入部と、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部の後段に配置されて被分析試料を分析する分析部とを備える、プラズマ分光分析装置であって、
   前記試料導入部へガスを供給するための第１のガスラインと、
   前記プラズマ生成部へガスを供給するための第２のガスラインと、
   前記第１のガスラインに設けられて、ガス中に含まれる不純物を除去するためのフィルタとを備える、プラズマ分光分析装置。
2. 前記第１のガスライン及び前記第２のガスラインが、ソースガスラインから分岐される、請求項１に記載のプラズマ分光分析装置。
3. 前記第１のガスラインを流れるガスの流量が、前記第２のガスラインを流れるガスの流量よりも小さい、請求項１又は２に記載のプラズマ分光分析装置。
4. 前記フィルタが、ガス精製器である、請求項１から３の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
5. 前記第１のガスラインが、第３のガスライン及び第４のガスラインに分岐され、一方がキャリアガスを、他方がメイクアップガスを前記試料導入部へ伝達する、請求項１から４の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
6. 前記フィルタが、前記第３のガスライン及び前記第４のガスラインのそれぞれに設けられたフィルタである、請求項５に記載のプラズマ分光分析装置。
7. 前記第２のガスラインが、第５のガスライン及び第６のガスラインに分岐し、一方がプラズマガスを、他方が補助ガスを前記プラズマ生成部へ伝達する、請求項１から６の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
8. 前記プラズマ生成部へ補助ガスを伝達するための第７のガスラインが、前記第１のガスラインから分岐される、請求項１から６の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
9. 前記試料導入部へ希釈ガスを伝達するための第８のガスラインが、前記第１のガスラインから分岐される、請求項１から８の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
10. 前記試料導入部へオプションガスを供給するためのオプションガスラインと、
    前記オプションガスラインに設けられて、オプションガス中に含まれる不純物を除去するための第２のフィルタとを更に含み、
    前記オプションガスが、酸素、アルゴンを含む酸素、窒素を含む酸素、ヘリウムを含む酸素、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、酸素を含むガスである、請求項１から９の何れかに記載のプラズマ分析分光装置。
11. 前記第１及び第２のガスラインのそれぞれを通じて供給されるガスが、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項１から１０の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
12. 前記試料導入部が、前記被分析試料と前記第１のガスラインからのガスとを混合して前記インジェクターガスを生成するためのネブライザーを含む、請求項１から１１の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
13. 前記インジェクターガスが、ガスクロマトグラフからの出力である、請求項１から１１の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
14. 前記インジェクターガスが、レーザアブレーション装置からの出力である、請求項１から１１の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
15. 前記プラズマ生成部が、前記第２のガスラインからのガスを受け取って、前記インジェクターガスが導入されるプラズマを生成するためのプラズマトーチを含む、請求項１から１４の何れかに記載のプラズマ分光分析装置。
    
    

Images