JP2633628B2 - 試料の電熱原子化方法および装置 - Google Patents
試料の電熱原子化方法および装置Info
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- JP2633628B2 JP2633628B2 JP63150392A JP15039288A JP2633628B2 JP 2633628 B2 JP2633628 B2 JP 2633628B2 JP 63150392 A JP63150392 A JP 63150392A JP 15039288 A JP15039288 A JP 15039288A JP 2633628 B2 JP2633628 B2 JP 2633628B2
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/74—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flameless atomising, e.g. graphite furnaces
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に原子吸光分光分析（AAS）、殊にAAS
による定性または定量分析のために準備するため試料を
電熱的に原子化する方法および装置に関する。
による定性または定量分析のために準備するため試料を
電熱的に原子化する方法および装置に関する。
AASは、元素が原子の状態（つまり原子雲の形）で、
元素が適当に励起されたときに誘導放出する特徴ある波
長に一致する特別な波長（または周波数）の放射線を吸
収するという事実を利用するものである。この放射線波
長（または共鳴線）は、各元素に特有のものであり；従
つて測定しようとする元素の特徴ある波長のビームが、
原子状態で分析される試料（“the analyte"）を通過
する際の吸光度が、試料中の元素の濃度に比例し、こう
して試料は定量分析される。試料がビームの共鳴線周波
数を有する元素を含まない場合に吸収が実質的に存在し
ないことにより、同時に定性分析も達成される。
元素が適当に励起されたときに誘導放出する特徴ある波
長に一致する特別な波長（または周波数）の放射線を吸
収するという事実を利用するものである。この放射線波
長（または共鳴線）は、各元素に特有のものであり；従
つて測定しようとする元素の特徴ある波長のビームが、
原子状態で分析される試料（“the analyte"）を通過
する際の吸光度が、試料中の元素の濃度に比例し、こう
して試料は定量分析される。試料がビームの共鳴線周波
数を有する元素を含まない場合に吸収が実質的に存在し
ないことにより、同時に定性分析も達成される。
AASの基本装置は、所望波長の放射線を放射するよう
に設計された光源ランプ（ホロー陰極または無電極放電
ランプ）；ビームを形成しかつそれを光源から原子雲を
通るように誘導するためのレンズ系；および原子化され
た試料から発するビームの強さを測定するための検出器
を包含する。もちろんこれは、文字どおりの略図形式の
基本的系である。最新型の実際のAAS装置は種々の考案
および付加的成分、たとえばモノクロメータ、背景修正
装置、機械的および／または電子的ビーム変調器等を包
含する。
に設計された光源ランプ（ホロー陰極または無電極放電
ランプ）；ビームを形成しかつそれを光源から原子雲を
通るように誘導するためのレンズ系；および原子化され
た試料から発するビームの強さを測定するための検出器
を包含する。もちろんこれは、文字どおりの略図形式の
基本的系である。最新型の実際のAAS装置は種々の考案
および付加的成分、たとえばモノクロメータ、背景修正
装置、機械的および／または電子的ビーム変調器等を包
含する。
本発明は、第一に試料を原子化する装置に関する。こ
れら装置の１つは、試料が溶液でネブライザーによつて
噴射されるバーナーであり；他のもの（本発明が関連す
る）は、ビームの通過を許すように構成された容器（以
下炉と呼称）を有し、間隔を置いて炉と接触している電
極により炉を通る電流によつて所望温度に加熱される電
熱アトマイザーである。
れら装置の１つは、試料が溶液でネブライザーによつて
噴射されるバーナーであり；他のもの（本発明が関連す
る）は、ビームの通過を許すように構成された容器（以
下炉と呼称）を有し、間隔を置いて炉と接触している電
極により炉を通る電流によつて所望温度に加熱される電
熱アトマイザーである。
本明細書において例示目的のために使用される最新型
の炉は、熱分解または熱分解コーテイングされたグラフ
アイト製の小さい薄壁管であり、該管の端部に係合する
環状電極の間に締付られかつその長さの中点で側壁に試
料導入口を有する。ビームは管を軸方向に通るように誘
導される。
の炉は、熱分解または熱分解コーテイングされたグラフ
アイト製の小さい薄壁管であり、該管の端部に係合する
環状電極の間に締付られかつその長さの中点で側壁に試
料導入口を有する。ビームは管を軸方向に通るように誘
導される。
電熱炉は、炎光（flame）よりも低い検出範囲および
高い感度を有する、多数の元素に選択されるアトマイザ
ーであるが、特定の欠点を有する：その１つは炉中へ試
料溶液を導入した後、溶媒の蒸発を行なう、第一の環境
“乾燥温度”に加熱しなければならず；乾燥が達成され
た場合、加熱電流を増加させて、残留分析物の分解を行
なう高い“灰化（ashing）”温度に加熱し；最後に管温
度をさらに上げて、分析物を原子形にするのに必要な
（極めて高い）温度にもたらすという事実のために各分
析に必要な時間に関する。ギヤラン（L.Galan）により
“ジヤーナル・オブ・アナライテカル・スペクトロメト
リイ（Journal of Analytical Spectrometry）”、1957
年３月、第２巻第89〜第93頁（第89頁）に指摘されてい
るように、分析のための典型的なサイクルタイムは試料
１つにつき約３分（冷却時間を含めて）かかり、そのう
ち約10秒だけが試料を原子化し、ビームを原子雲に通
し、ビームの強さを検出する実際の分析過程に充当され
る。
高い感度を有する、多数の元素に選択されるアトマイザ
ーであるが、特定の欠点を有する：その１つは炉中へ試
料溶液を導入した後、溶媒の蒸発を行なう、第一の環境
“乾燥温度”に加熱しなければならず；乾燥が達成され
た場合、加熱電流を増加させて、残留分析物の分解を行
なう高い“灰化（ashing）”温度に加熱し；最後に管温
度をさらに上げて、分析物を原子形にするのに必要な
（極めて高い）温度にもたらすという事実のために各分
析に必要な時間に関する。ギヤラン（L.Galan）により
“ジヤーナル・オブ・アナライテカル・スペクトロメト
リイ（Journal of Analytical Spectrometry）”、1957
年３月、第２巻第89〜第93頁（第89頁）に指摘されてい
るように、分析のための典型的なサイクルタイムは試料
１つにつき約３分（冷却時間を含めて）かかり、そのう
ち約10秒だけが試料を原子化し、ビームを原子雲に通
し、ビームの強さを検出する実際の分析過程に充当され
る。
全サイクルタイムのうちそれぞれ約１分が乾燥および
灰化に充当され、１分が冷却および試料導入に充当され
る。乾燥および灰化のために充当される不均衡な時間割
当は、温度が増加する間体積の著しい変化が存在し、そ
のため原子化温度への急速な、実質的に瞬間的加熱が試
料を炉から噴出させるために必要である。
灰化に充当され、１分が冷却および試料導入に充当され
る。乾燥および灰化のために充当される不均衡な時間割
当は、温度が増加する間体積の著しい変化が存在し、そ
のため原子化温度への急速な、実質的に瞬間的加熱が試
料を炉から噴出させるために必要である。
通常の電熱アトマイザーの他の欠点は、黒鉛管により
適応させることのできる試料液の制限された体積および
試料導入の自動化に固有の問題である。一般に利用しう
る“試料採取器（Samplers）”の代表例は、米国特許第
4111051号に示されたものである。このものは、試料カ
ツプの少なくとも１つのリングを有するカルーセル（回
転式コンベヤ）およびアーチ形に可動の試料管を有し、
試料管の先端部は交互に、測定量の試料液が採取される
試料カツプ中および試料液が排出される黒鉛管の試料導
入口中に位置定めされる。連続的試料の交差汚染を避け
るために、採取管用水洗ステーシヨンが設けられてい
る。
適応させることのできる試料液の制限された体積および
試料導入の自動化に固有の問題である。一般に利用しう
る“試料採取器（Samplers）”の代表例は、米国特許第
4111051号に示されたものである。このものは、試料カ
ツプの少なくとも１つのリングを有するカルーセル（回
転式コンベヤ）およびアーチ形に可動の試料管を有し、
試料管の先端部は交互に、測定量の試料液が採取される
試料カツプ中および試料液が排出される黒鉛管の試料導
入口中に位置定めされる。連続的試料の交差汚染を避け
るために、採取管用水洗ステーシヨンが設けられてい
る。
この基本設計の種々の構成が、電熱原子化用技術およ
び装置を改善するために提案されている。
び装置を改善するために提案されている。
それで、マトリクス干渉を最小にするため、ソテラ
（Sotera）、クリスチアーノ（Cristiano）、コーンレ
イ（Conley）およびカーン（Kahn）は、“アナライテカ
ル・ケミストリイ（Analytical Chemistry）”第55巻N
o.2（1983年）第204頁〜第208頁に発表された技術論文
“プラツトホーム含有黒鉛炉使用”中に試料液のエーロ
ゾルが、炎光AASにおいて通常使用されるような普通の
ネブライザーを使用して、炉のプラツトホームおよび／
または内壁に噴射される系を記載している。分析中、炉
は環境よりも高い温度（たとえば400゜K）に保つて、所
要加熱および冷却時間の短縮を可能にすることができ
る。
（Sotera）、クリスチアーノ（Cristiano）、コーンレ
イ（Conley）およびカーン（Kahn）は、“アナライテカ
ル・ケミストリイ（Analytical Chemistry）”第55巻N
o.2（1983年）第204頁〜第208頁に発表された技術論文
“プラツトホーム含有黒鉛炉使用”中に試料液のエーロ
ゾルが、炎光AASにおいて通常使用されるような普通の
ネブライザーを使用して、炉のプラツトホームおよび／
または内壁に噴射される系を記載している。分析中、炉
は環境よりも高い温度（たとえば400゜K）に保つて、所
要加熱および冷却時間の短縮を可能にすることができ
る。
“アナライテカル・ケミストリイ（Analytical Chemi
stry）”第55巻（1983年）第750頁〜754頁におけるブレ
イクリイ（Blakeley）およびベスタル（Vestal）の技術
論文には、液体クロマトグラフイー（LC）の流出液を、
検出器として働く質量分析計（MS）中へ導入するために
“サーモスプレー（thermospray）”装置の使用が記載
されている。その構造は、銅ブロツクにろう付されかつ
カートリツジ加熱器により加熱される不銹鋼管を包含す
る。管の入口端はLC分離カラムの出口に連結されてい
る。カラムからの流出液は、SS管を通過する際に加熱さ
れ、一般に微細な滴または粒子を含有する蒸気の超音速
流となつて出現する。この流れは、質量分析計（MS）の
イオン源を通つて真空室中へ誘導される。質量分析計
は、イオンレンズで、イオンビームの慣例の収斂および
発散を惹起する四重極子質量フイルタの形をとる。
stry）”第55巻（1983年）第750頁〜754頁におけるブレ
イクリイ（Blakeley）およびベスタル（Vestal）の技術
論文には、液体クロマトグラフイー（LC）の流出液を、
検出器として働く質量分析計（MS）中へ導入するために
“サーモスプレー（thermospray）”装置の使用が記載
されている。その構造は、銅ブロツクにろう付されかつ
カートリツジ加熱器により加熱される不銹鋼管を包含す
る。管の入口端はLC分離カラムの出口に連結されてい
る。カラムからの流出液は、SS管を通過する際に加熱さ
れ、一般に微細な滴または粒子を含有する蒸気の超音速
流となつて出現する。この流れは、質量分析計（MS）の
イオン源を通つて真空室中へ誘導される。質量分析計
は、イオンレンズで、イオンビームの慣例の収斂および
発散を惹起する四重極子質量フイルタの形をとる。
LCの代りにガスクロマトグラフイー（GC）の利用を可
能にするサーモスプレー装置の他の用途は、ヤング（Ya
ng）、フエルグツソン（Fergusson）およびベスタル（V
estal）により、“アナライテカル・ケミストリイ（Ana
lytical Chemistry）”第56巻（1984年）、第2558頁〜
第2561頁に記載されている。“記載した糸においてはLC
からの流出液は、サーモスプレー装置により移動するベ
ルト上へ付着し、このベルトにより標準GC検出器に導か
れる。” サーモスプレー装置によるエーロゾルの性質の詳細な
試験およびそれをフラズマ“AES（原子放出分光分
析）”を包含する原子吸光分析への適用は、シユワルツ
（Schwartz）およびマイヤー（Meyer）により、“スペ
クトキミカ・アクタ（Spectrochimica Acta）”第41B
巻、No.12（1986年）第1287頁〜第1298頁に報告されて
いる。
能にするサーモスプレー装置の他の用途は、ヤング（Ya
ng）、フエルグツソン（Fergusson）およびベスタル（V
estal）により、“アナライテカル・ケミストリイ（Ana
lytical Chemistry）”第56巻（1984年）、第2558頁〜
第2561頁に記載されている。“記載した糸においてはLC
からの流出液は、サーモスプレー装置により移動するベ
ルト上へ付着し、このベルトにより標準GC検出器に導か
れる。” サーモスプレー装置によるエーロゾルの性質の詳細な
試験およびそれをフラズマ“AES（原子放出分光分
析）”を包含する原子吸光分析への適用は、シユワルツ
（Schwartz）およびマイヤー（Meyer）により、“スペ
クトキミカ・アクタ（Spectrochimica Acta）”第41B
巻、No.12（1986年）第1287頁〜第1298頁に報告されて
いる。
この主題における先行技術は、ウエンリヒ（Wenric
h）、ボニツツ（Bonitz）、バウエル（Bauer）、ニーベ
ルガル（Niebergal）およびデートリツヒ（Dittrich）
による、“タランタ（Talanta）”第32巻No.11（1985
年）第1035〜第1039頁における、超音波アトマイザーに
よるエーロゾル試料の黒鉛炉管中への導入に関する論文
を包含する。この刊行物によれば、炉を一定温度で操作
しかつ試料液をエーロゾルの形で連続的に導入するか、
または試料を黒鉛管および連続的に加熱される炉の内壁
に付着させる。炉の過負荷および水素の生成を防ぐため
に、試料溶媒は蒸発させ、炉の上流に接続された蒸発ユ
ニツト中へ排出させる。
h）、ボニツツ（Bonitz）、バウエル（Bauer）、ニーベ
ルガル（Niebergal）およびデートリツヒ（Dittrich）
による、“タランタ（Talanta）”第32巻No.11（1985
年）第1035〜第1039頁における、超音波アトマイザーに
よるエーロゾル試料の黒鉛炉管中への導入に関する論文
を包含する。この刊行物によれば、炉を一定温度で操作
しかつ試料液をエーロゾルの形で連続的に導入するか、
または試料を黒鉛管および連続的に加熱される炉の内壁
に付着させる。炉の過負荷および水素の生成を防ぐため
に、試料溶媒は蒸発させ、炉の上流に接続された蒸発ユ
ニツト中へ排出させる。
溶媒の予蒸発および炉の不連続的加熱を有するAAS用
の電熱的試料原子化系は、カンター（Kantor）、クレイ
バーン（Clyburn）およびベイロン（Veillon）により
“アナライテカル・ケミストリイ（Analytical Chemist
ry）”第36巻No.14（1974年）、第2205頁〜第2215頁に
記載されている。
の電熱的試料原子化系は、カンター（Kantor）、クレイ
バーン（Clyburn）およびベイロン（Veillon）により
“アナライテカル・ケミストリイ（Analytical Chemist
ry）”第36巻No.14（1974年）、第2205頁〜第2215頁に
記載されている。
先行技術状態を考慮して、本発明の一般的目的は、AA
Sにおいて試料を導入するための、一般に利用しうる方
法および装置の欠点および不利な点を克服するかまたは
少なくとも軽減することである。
Sにおいて試料を導入するための、一般に利用しうる方
法および装置の欠点および不利な点を克服するかまたは
少なくとも軽減することである。
詳細な目的は、実施される各分析のためのサイクルタ
イムの減少；公知方法および装置を用いるよりも大量の
試料の調節；および試料自動化に役立つ試料導入方法お
よび試料導入装置の提供である。
イムの減少；公知方法および装置を用いるよりも大量の
試料の調節；および試料自動化に役立つ試料導入方法お
よび試料導入装置の提供である。
この記載の進むにつれて明らかとなる前記および他の
目的を達成するために、本発明は炉を環境温度より上の
最初の温度に加熱し、炉は構成が管状であるかまたはさ
もなければ試料を収容しかつ予選択された波長のビーム
の透過を調節するように成形されている、原子吸光分光
分析用の試料の電熱原子化方法を意図する。試料（液
状）は毛細管中で少なくともその大部分を蒸発させるの
に十分に加熱される。毛細管の一端は炉中へ間歇的に挿
入され、蒸発した試料の噴流は、炉中へ噴射されて、炉
の内壁に衝突する。次いで、炉は上記最初の温度よりも
高くかつ試料を原子化するのに十分な温度に加熱され
る。次いでビームは試料を通過し、試料によるその吸収
度が測定される。それから、炉は放冷される。
目的を達成するために、本発明は炉を環境温度より上の
最初の温度に加熱し、炉は構成が管状であるかまたはさ
もなければ試料を収容しかつ予選択された波長のビーム
の透過を調節するように成形されている、原子吸光分光
分析用の試料の電熱原子化方法を意図する。試料（液
状）は毛細管中で少なくともその大部分を蒸発させるの
に十分に加熱される。毛細管の一端は炉中へ間歇的に挿
入され、蒸発した試料の噴流は、炉中へ噴射されて、炉
の内壁に衝突する。次いで、炉は上記最初の温度よりも
高くかつ試料を原子化するのに十分な温度に加熱され
る。次いでビームは試料を通過し、試料によるその吸収
度が測定される。それから、炉は放冷される。
本発明はまた、一般に環境温度より上の温度に加熱さ
れかつ予選択された実質的に単色のビームの通過を許す
ように構成された炉を有し、炉は試料導入口を有し、試
料を該導入口を通して導入し、炉の内壁に付着させる装
置を有する、原子吸光分析による分析のための試料の電
熱的原子化装置を意図する。
れかつ予選択された実質的に単色のビームの通過を許す
ように構成された炉を有し、炉は試料導入口を有し、試
料を該導入口を通して導入し、炉の内壁に付着させる装
置を有する、原子吸光分析による分析のための試料の電
熱的原子化装置を意図する。
試料導入装置は、加熱された毛細管を有し、液体試料
は該管を通過して少なくともその大部分が蒸発せしめら
れる。毛細管は、蒸発した試料を導入口を通して噴射す
るように適合された出口端を有する。加熱された毛細管
は、出口端が試料口から引戻されている第１後退位置
と、出口端が試料口を通つて炉中へ延びている第２試料
導入位置との間で軸方向変位可能に取付けられている。
第１位置と第２位置との間で毛細管を移動させる装置が
設けられている。真空排気室は、毛細管の出口端が、引
戻された位置において排気室中に配置されるように配列
されている。毛細管の入口端は、加圧されたキヤリヤ液
源と流れ連絡するように適合されているので、毛細管へ
のかかるキヤリヤ液の流れが得られる。加熱された毛細
管の上流側でキヤリヤ液の流路に、試料ループを有する
入口弁が連結されている。炉と真空排気室との間には移
動可能のシヤツタ部材が挿入されており、シヤツタを、
排気室と炉との間の連絡を遮断する位置へ移動および該
位置から脱出させるため選択的に操作可能の装置が設け
られている。毛細管は融解石英製でありかつ不銹鋼管に
より同軸に取り囲まれており、その端部は電流が通過す
るための電気接点に接続するように適合されている。
は該管を通過して少なくともその大部分が蒸発せしめら
れる。毛細管は、蒸発した試料を導入口を通して噴射す
るように適合された出口端を有する。加熱された毛細管
は、出口端が試料口から引戻されている第１後退位置
と、出口端が試料口を通つて炉中へ延びている第２試料
導入位置との間で軸方向変位可能に取付けられている。
第１位置と第２位置との間で毛細管を移動させる装置が
設けられている。真空排気室は、毛細管の出口端が、引
戻された位置において排気室中に配置されるように配列
されている。毛細管の入口端は、加圧されたキヤリヤ液
源と流れ連絡するように適合されているので、毛細管へ
のかかるキヤリヤ液の流れが得られる。加熱された毛細
管の上流側でキヤリヤ液の流路に、試料ループを有する
入口弁が連結されている。炉と真空排気室との間には移
動可能のシヤツタ部材が挿入されており、シヤツタを、
排気室と炉との間の連絡を遮断する位置へ移動および該
位置から脱出させるため選択的に操作可能の装置が設け
られている。毛細管は融解石英製でありかつ不銹鋼管に
より同軸に取り囲まれており、その端部は電流が通過す
るための電気接点に接続するように適合されている。
本発明の付加的目的および利点、その範囲および実施
しうる方法は、若干の点によつて等しい符号は等しい部
分を表示する添付図面と関連せる下記の記載および従属
請求項からの技術との関連で容易に明らかである。
しうる方法は、若干の点によつて等しい符号は等しい部
分を表示する添付図面と関連せる下記の記載および従属
請求項からの技術との関連で容易に明らかである。
図面に関し、はじめにとくに第１図に関して、数字10
は高圧ポンプ12によりサーモスプレー装置16の入口弁14
に供給される、濾過された脱イオン水または他のキヤリ
ヤ液源を表わす。詳細に記載されているように、サーモ
スプレー装置16は、試料導入前進位置と後退位置との間
で軸方向変位可能に取付けられた管26を有する。前進位
置においては、毛細管26の出口端28は真空排気室18中の
穴21を通つて、室に隣接する黒鉛炉管24の試料導入口22
中へ延びており、穴21と試料導入口22とは同軸に整列さ
れている。
は高圧ポンプ12によりサーモスプレー装置16の入口弁14
に供給される、濾過された脱イオン水または他のキヤリ
ヤ液源を表わす。詳細に記載されているように、サーモ
スプレー装置16は、試料導入前進位置と後退位置との間
で軸方向変位可能に取付けられた管26を有する。前進位
置においては、毛細管26の出口端28は真空排気室18中の
穴21を通つて、室に隣接する黒鉛炉管24の試料導入口22
中へ延びており、穴21と試料導入口22とは同軸に整列さ
れている。
第１図に示したような引戻された位置において、管26
の出口端28は排気室18中に配置されている。室18中の真
空は、真空排気管路、真空ポンプまたは他の低環境圧源
（図示せず）に通じる導管20によつて維持される。
の出口端28は排気室18中に配置されている。室18中の真
空は、真空排気管路、真空ポンプまたは他の低環境圧源
（図示せず）に通じる導管20によつて維持される。
炉24は、管端に係合する環状電極部材（第１図に図示
せず）の間の管を長手方向に通り、電流によつて加熱さ
れる通常の黒鉛管である。
せず）の間の管を長手方向に通り、電流によつて加熱さ
れる通常の黒鉛管である。
入口弁14（サーモスプレー装置16の上流側）は、選択
的に直接かまたはバイパスによりキヤリヤ液の流れに接
続することのできる試料ループ30を備えている。毛細管
26がその前進位置にありかつ試料ループ30がキヤリヤ液
の流れに接続されている場合、完全かまたは殆んど完全
に蒸発した試料の噴流が炉管24の内壁に付着する。
的に直接かまたはバイパスによりキヤリヤ液の流れに接
続することのできる試料ループ30を備えている。毛細管
26がその前進位置にありかつ試料ループ30がキヤリヤ液
の流れに接続されている場合、完全かまたは殆んど完全
に蒸発した試料の噴流が炉管24の内壁に付着する。
この方法は、第２図および第３図に略図示されてい
る。
る。
第２図において、毛細管26は、その端部28が真空排気
室18中に存在する、後退位置で示されている。完全かま
たは殆んど完全に蒸発したキヤリヤ液の噴流は室18中へ
流入し、出口管20によつて排出される。
室18中に存在する、後退位置で示されている。完全かま
たは殆んど完全に蒸発したキヤリヤ液の噴流は室18中へ
流入し、出口管20によつて排出される。
第３図において、毛細管26は前進していて、その自由
端28が穴21および試料口22を通つて黒鉛炉管24の内部へ
突入し、ここで内壁に衝突する。炉は乾燥温度、たとえ
ば200℃に予熱されており；従つて測定される試料成分
は炉壁上に付着し、蒸発したキヤリヤは通常、原子化に
必要な高温における炉の燃焼を防ぐために炉を通過する
不活性保護ガスによつて炉からフラツシユ排出される。
端28が穴21および試料口22を通つて黒鉛炉管24の内部へ
突入し、ここで内壁に衝突する。炉は乾燥温度、たとえ
ば200℃に予熱されており；従つて測定される試料成分
は炉壁上に付着し、蒸発したキヤリヤは通常、原子化に
必要な高温における炉の燃焼を防ぐために炉を通過する
不活性保護ガスによつて炉からフラツシユ排出される。
こうして試料の導入が完了した場合、蒸発したキヤリ
ヤ液の室18からの十分な排出を可能にするため、毛細管
26はその後退位置（第２図）に引戻され、穴21は閉じら
れる。
ヤ液の室18からの十分な排出を可能にするため、毛細管
26はその後退位置（第２図）に引戻され、穴21は閉じら
れる。
本発明の構造的手段は、連続的に第４図、第５図、第
6a図および第6b図につき記載する。
6a図および第6b図につき記載する。
第４図に最良に認められるように、サーモスプレー装
置16は、有利に融解石英製でかつその長さの主要部が同
軸の不銹鋼（55）管36中に滑動可能に入れられている。
その自由端28で、毛細管26の先端は管36から突出し、そ
の反対側端でかなり大きい距離突出してピン46に接続さ
れ、入口弁14と流れ連通している。
置16は、有利に融解石英製でかつその長さの主要部が同
軸の不銹鋼（55）管36中に滑動可能に入れられている。
その自由端28で、毛細管26の先端は管36から突出し、そ
の反対側端でかなり大きい距離突出してピン46に接続さ
れ、入口弁14と流れ連通している。
実際の１実施例では、毛細管26は300μｍの内径（I.
D.）を有し;SS管36は500μｍのI.D.を有しかつ長さは約
20cmである。
D.）を有し;SS管36は500μｍのI.D.を有しかつ長さは約
20cmである。
SS管36はその端部で、接点40,42により電力源（図示
せず）に接続されていて、電流の通過により加熱され
る。管36の温度は、その端部の付近でクロメル・アルメ
ル熱電対により指示され、その１つが43に示されてい
る。
せず）に接続されていて、電流の通過により加熱され
る。管36の温度は、その端部の付近でクロメル・アルメ
ル熱電対により指示され、その１つが43に示されてい
る。
管36は外被管34内に、外被管のそれぞれの端部を閉じ
るブツシング44および52によつて取付けられている。
るブツシング44および52によつて取付けられている。
外被管34の前端（第４図では右側）におけるシリンダ
状端部材50にカツプ状端キヤツプ56が嵌つている。端キ
ヤツプ56は外被管52と協力して、既述した真空排気室18
を形成しかつ端壁56中に既述した穴21を有し、この穴を
通つて試料蒸気噴流は黒鉛炉管24中へ誘導される。穴21
は、毛細管26がその前進試料噴射位置に移動した場合
に、毛細管の自由端28の進入（この場合穴は閉じる）を
容易ならしめるため、外側へブツシング52の方向に先細
となる円錐形の内壁を有する。
状端部材50にカツプ状端キヤツプ56が嵌つている。端キ
ヤツプ56は外被管52と協力して、既述した真空排気室18
を形成しかつ端壁56中に既述した穴21を有し、この穴を
通つて試料蒸気噴流は黒鉛炉管24中へ誘導される。穴21
は、毛細管26がその前進試料噴射位置に移動した場合
に、毛細管の自由端28の進入（この場合穴は閉じる）を
容易ならしめるため、外側へブツシング52の方向に先細
となる円錐形の内壁を有する。
第４図、第５図および第6a図に示したように、外被管
34は間隔を置いて配置された前方および後方の支持体58
および62にそれぞれ取付けられており；これらの支持体
は外被管を収容しかつ外被管の軸方向調整に役立つ整列
された穴を有する。ローレツト付ねじが、外被管34を軸
方向の調整された位置に錠止する。
34は間隔を置いて配置された前方および後方の支持体58
および62にそれぞれ取付けられており；これらの支持体
は外被管を収容しかつ外被管の軸方向調整に役立つ整列
された穴を有する。ローレツト付ねじが、外被管34を軸
方向の調整された位置に錠止する。
サーボモータ48は、毛細管26をその前進位置と後退位
置との間で変位するために操作しうる。この端に、サー
ボモータ48のソレノイド64が底板68に取付けられかつ引
張ばね70により第４図に見て左方にバイアスされた電機
子66を有する。ばね70の一端は電機子66に固定され、他
端は底板68に取付けられた横壁72に固定されている。こ
うして、電機子66は通常、引張ばね70の作用によつて、
毛細管26の後退位置を形成するストツパー74に押付けら
れている。
置との間で変位するために操作しうる。この端に、サー
ボモータ48のソレノイド64が底板68に取付けられかつ引
張ばね70により第４図に見て左方にバイアスされた電機
子66を有する。ばね70の一端は電機子66に固定され、他
端は底板68に取付けられた横壁72に固定されている。こ
うして、電機子66は通常、引張ばね70の作用によつて、
毛細管26の後退位置を形成するストツパー74に押付けら
れている。
第6a図に関して、炉管24を除去した（該炉は第6b図に
別個に図示されている）汎用電熱アトマイザーの構造が
斜視図で示されている。アトマイザー中に装着した場
合、管24はその端部が環状電極78と80との間に締付られ
ている。電極78は底板68に対して固定されており、電極
80は炉管の挿入および取出しが可能であるようにピボツ
ト支承された小組立体84の一部である。窓86および冷却
室を有する小組立体84は、その開き位置で、つまり定置
の主組立体から傾斜した位置で示されている。開き位置
と閉じ位置の間の小組立体の移動は、空気力サーボモー
タ82によつて行なわれる。黒鉛管炉は、米国特許第4176
956号に詳細に記載されている。
別個に図示されている）汎用電熱アトマイザーの構造が
斜視図で示されている。アトマイザー中に装着した場
合、管24はその端部が環状電極78と80との間に締付られ
ている。電極78は底板68に対して固定されており、電極
80は炉管の挿入および取出しが可能であるようにピボツ
ト支承された小組立体84の一部である。窓86および冷却
室を有する小組立体84は、その開き位置で、つまり定置
の主組立体から傾斜した位置で示されている。開き位置
と閉じ位置の間の小組立体の移動は、空気力サーボモー
タ82によつて行なわれる。黒鉛管炉は、米国特許第4176
956号に詳細に記載されている。
仕切りまたは隔壁88は、サーモスプレー装置16を本来
の黒鉛炉から分離する。仕切り88は第6a図に認められな
い穴を有し、この穴はシヤツタ部材90によつて閉鎖する
ことができ、該シヤツタ部材はまた１つのシヤツタ位置
において仕切り88の穴と整列している穴92を有する。第
２位置において、シヤツタ部材および仕切り88中の穴は
整列されておらず、第４図における穴21に相当する穴は
閉じている。シヤツタ部材90は、サーボモータ94により
第１位置と第２位置との間で移動する。第１位置にある
場合には、第３図に略示されているように、毛細管26の
先端28は穴92を通つて炉管26の試料口22中へ突出してい
る。
の黒鉛炉から分離する。仕切り88は第6a図に認められな
い穴を有し、この穴はシヤツタ部材90によつて閉鎖する
ことができ、該シヤツタ部材はまた１つのシヤツタ位置
において仕切り88の穴と整列している穴92を有する。第
２位置において、シヤツタ部材および仕切り88中の穴は
整列されておらず、第４図における穴21に相当する穴は
閉じている。シヤツタ部材90は、サーボモータ94により
第１位置と第２位置との間で移動する。第１位置にある
場合には、第３図に略示されているように、毛細管26の
先端28は穴92を通つて炉管26の試料口22中へ突出してい
る。
第１図に戻つて、温度調節器96は不銹鋼管36および同
時に毛細管26の温度を制御する。
時に毛細管26の温度を制御する。
上述した本発明の実施例は次のように作動する。第２
図および第４図に示した第１位置、つまり毛細管26が引
戻されている位置において、管の出口端28は真空排気室
18内に位置定めされている。試料ループ30（試料液で充
填されていようとも）は、高圧ポンプ12とサーモスプレ
ー装置16との間の直接接続を生じる入口弁によつてキヤ
リヤ液の流路外に維持されている。キヤリヤ液の少なく
とも１つの所定量が、サーモスプレー16中で蒸発する。
不銹鋼管36内の毛細管28の長さに沿つた温度の進展は、
第７図に状態図で示されている。
図および第４図に示した第１位置、つまり毛細管26が引
戻されている位置において、管の出口端28は真空排気室
18内に位置定めされている。試料ループ30（試料液で充
填されていようとも）は、高圧ポンプ12とサーモスプレ
ー装置16との間の直接接続を生じる入口弁によつてキヤ
リヤ液の流路外に維持されている。キヤリヤ液の少なく
とも１つの所定量が、サーモスプレー16中で蒸発する。
不銹鋼管36内の毛細管28の長さに沿つた温度の進展は、
第７図に状態図で示されている。
流路の入口側（左側）で、液は高圧ポンプ12の起動下
に毛細管中へ流入する。液はその熱容量により累進的に
加熱されて、線100の線形勾配によつて示したように温
度の線形増加が生じる。液が蒸発する際の蒸発熱の消費
が、水平な線部分102によつて示したように温度がさら
に上昇するのを阻止する。液が毛細管26を一定温度区域
で通過する場合、まず管壁の付近の液で気泡が生成し、
液の流れの中心線に向つて内部へ進行する。さらに出口
端に向つて、液は滴に変わり、蒸気流中に同伴される。
蒸発が増加するにつれて、液の体積は著しく増加し、流
速が相応に増加する。最終区域104において液は完全に
蒸発し、温度の急峻な増加が起きる、それというのも蒸
発熱はもはや必要でなく、生じるジユール効果は蒸気の
比較的小さい熱容量を加熱するからである。従つて、毛
細管26の出口端から、蒸発した液は高い流速で噴出す
る。
に毛細管中へ流入する。液はその熱容量により累進的に
加熱されて、線100の線形勾配によつて示したように温
度の線形増加が生じる。液が蒸発する際の蒸発熱の消費
が、水平な線部分102によつて示したように温度がさら
に上昇するのを阻止する。液が毛細管26を一定温度区域
で通過する場合、まず管壁の付近の液で気泡が生成し、
液の流れの中心線に向つて内部へ進行する。さらに出口
端に向つて、液は滴に変わり、蒸気流中に同伴される。
蒸発が増加するにつれて、液の体積は著しく増加し、流
速が相応に増加する。最終区域104において液は完全に
蒸発し、温度の急峻な増加が起きる、それというのも蒸
発熱はもはや必要でなく、生じるジユール効果は蒸気の
比較的小さい熱容量を加熱するからである。従つて、毛
細管26の出口端から、蒸発した液は高い流速で噴出す
る。
こうして、休止位置では、最初に蒸発したキヤリヤ
液、つまり水蒸気が毛細管から出る。管の端部が真空排
気室中に存在する場合、水蒸気は穴20によつて排出され
る。炉24は、試料に対して適当な乾燥温度、たとえば20
0℃に加熱され、休止条件を通じてこの温度に維持され
る。
液、つまり水蒸気が毛細管から出る。管の端部が真空排
気室中に存在する場合、水蒸気は穴20によつて排出され
る。炉24は、試料に対して適当な乾燥温度、たとえば20
0℃に加熱され、休止条件を通じてこの温度に維持され
る。
分析を開始するためには、毛細管26をサーボモータ48
によりその試料導入位置に前進させ、管26の先端28が第
３図に示したように、炉24の試料入口22を通つて延びて
いるようにする。それと同時に、入口弁14が試料ループ
30をキヤリヤ液の流路に接続する。キヤリヤ液は試料ル
ープ30を通つて流れ、こうして試料液をサーモスプレー
装置の毛細管26を通して運搬する。試料液が毛細管を通
過する間に、試料液、とくにその溶媒分が蒸発する。蒸
発した試料液は、乾燥温度に予熱された炉管の内壁に衝
突する。この時点で、測定すべき試料物質はまだ揮発性
ではなく、従つて炉内壁に付着する。他面で、蒸発した
溶媒は、原子化に必要な高い温度において黒鉛の燃焼を
阻止するのに利用される通常の不活性ガス流によつて炉
管からフラツシユ排出される。付着した試料の量は最初
の試料液の小部分を構成することが認められる。従つ
て、試料液を供給される滴の形で直接に冷たい炉管中へ
導入される公知の電熱原子化技術を用いるよりもかなり
大量の試料液を使用することができる。
によりその試料導入位置に前進させ、管26の先端28が第
３図に示したように、炉24の試料入口22を通つて延びて
いるようにする。それと同時に、入口弁14が試料ループ
30をキヤリヤ液の流路に接続する。キヤリヤ液は試料ル
ープ30を通つて流れ、こうして試料液をサーモスプレー
装置の毛細管26を通して運搬する。試料液が毛細管を通
過する間に、試料液、とくにその溶媒分が蒸発する。蒸
発した試料液は、乾燥温度に予熱された炉管の内壁に衝
突する。この時点で、測定すべき試料物質はまだ揮発性
ではなく、従つて炉内壁に付着する。他面で、蒸発した
溶媒は、原子化に必要な高い温度において黒鉛の燃焼を
阻止するのに利用される通常の不活性ガス流によつて炉
管からフラツシユ排出される。付着した試料の量は最初
の試料液の小部分を構成することが認められる。従つ
て、試料液を供給される滴の形で直接に冷たい炉管中へ
導入される公知の電熱原子化技術を用いるよりもかなり
大量の試料液を使用することができる。
本方法の望ましい実施例では、試料物質の10μｌ量が
炉管24中へ、付加的に40〜60μｌの水または他の溶媒と
一緒に導入される。付加的な水は、毛細管26および試料
ループ30を水洗する目的のためである。1mm/minの流速
では、炉管24の内壁に試料が付着するのに約３秒または
４秒かかる。
炉管24中へ、付加的に40〜60μｌの水または他の溶媒と
一緒に導入される。付加的な水は、毛細管26および試料
ループ30を水洗する目的のためである。1mm/minの流速
では、炉管24の内壁に試料が付着するのに約３秒または
４秒かかる。
炉管中に試料が付着した後、サーボモータ94によりシ
ヤツタ部材90を、仕切り88中の穴が覆われている第２位
置へ移動させる。次いで、炉管24はほぼ原子化温度に加
熱される。付着した試料は原子化され、炉管内に“原子
の雲”が生成する。炉管24を通つて誘導されるスペクト
ルビームは、試料中の測定される元素の濃度に比例して
吸収される。これは、原子吸光分光分析に使用される慣
用技術である。シヤツタ部材90は、炉管24を真空排気室
18の穴21から遮蔽し、こうして原子化の間、炉が高い温
度に加熱される場合に水蒸気が炉に到達しえないことを
確保する。黒鉛管が原子化温度で水蒸気に曝されると、
管の損傷が惹起しうる。
ヤツタ部材90を、仕切り88中の穴が覆われている第２位
置へ移動させる。次いで、炉管24はほぼ原子化温度に加
熱される。付着した試料は原子化され、炉管内に“原子
の雲”が生成する。炉管24を通つて誘導されるスペクト
ルビームは、試料中の測定される元素の濃度に比例して
吸収される。これは、原子吸光分光分析に使用される慣
用技術である。シヤツタ部材90は、炉管24を真空排気室
18の穴21から遮蔽し、こうして原子化の間、炉が高い温
度に加熱される場合に水蒸気が炉に到達しえないことを
確保する。黒鉛管が原子化温度で水蒸気に曝されると、
管の損傷が惹起しうる。
第８図は、この方法を200ppb溶液中バナジウム2ngの
試料を用いて得られた吸収信号の吸光対時間曲線図であ
る。最初の実験におけるように、吸収信号の形は、通常
の試料導入、つまり試料液の滴を冷たい炉管中へ導入し
て得られたものと類似している。炉管24は、200℃の乾
燥温度に維持された。サーモスプレー装置16の温度は32
0℃であつた。これにより、通常の試料導入と比較して6
0％の効率が得られた。
試料を用いて得られた吸収信号の吸光対時間曲線図であ
る。最初の実験におけるように、吸収信号の形は、通常
の試料導入、つまり試料液の滴を冷たい炉管中へ導入し
て得られたものと類似している。炉管24は、200℃の乾
燥温度に維持された。サーモスプレー装置16の温度は32
0℃であつた。これにより、通常の試料導入と比較して6
0％の効率が得られた。
第９図は、バナジウム試料に使用したと同じ温度条件
を用い20ppb銀溶液中銀2ngに対する、第８図と比較可能
な吸収信号線図である。最初の実験におけるように、吸
収信号の形は、通常の試料採取法を用いて得られたもの
に類似している。得られる効率は65％であつた。
を用い20ppb銀溶液中銀2ngに対する、第８図と比較可能
な吸収信号線図である。最初の実験におけるように、吸
収信号の形は、通常の試料採取法を用いて得られたもの
に類似している。得られる効率は65％であつた。
第10図は、分析測定の精度または再現性を示す。200p
pbバナジウム溶液の同じ試料（数は５つ）を、200℃の
乾燥温度および335℃のサーモスプレー温度で順次に分
析した。これにより、0.84％の標準偏差が得られ、この
値は試料導入のために通常の自動試料採取器（Autosamp
ler）を用いて（冷たい炉管中へ）得られる値と比較可
能である。
pbバナジウム溶液の同じ試料（数は５つ）を、200℃の
乾燥温度および335℃のサーモスプレー温度で順次に分
析した。これにより、0.84％の標準偏差が得られ、この
値は試料導入のために通常の自動試料採取器（Autosamp
ler）を用いて（冷たい炉管中へ）得られる値と比較可
能である。
第11図は、サーモスプレー装置16の温度に対する効率
の従属性〔通常の試料導入（即ち試料液の滴を直接に、
加熱されてない炉管中へ導入）と比較した場合〕を示す
線図である。
の従属性〔通常の試料導入（即ち試料液の滴を直接に、
加熱されてない炉管中へ導入）と比較した場合〕を示す
線図である。
200℃の一定の乾燥温度の炉管を用い、200ppbのバナジ
ウム溶液を分析する場合、サーモスプレー装置の温度は
225〜365℃の間の点に調節した。毛細管26のI.D.は100
μｍであり、流速は0.7mm/minであつた。効率は、サー
モスプレー装置温度が増加するにつれて約90％から50％
に低下する。
ウム溶液を分析する場合、サーモスプレー装置の温度は
225〜365℃の間の点に調節した。毛細管26のI.D.は100
μｍであり、流速は0.7mm/minであつた。効率は、サー
モスプレー装置温度が増加するにつれて約90％から50％
に低下する。
第12図は、同じ試料を用い、炉管24の異なる乾燥温度
およびサーモスプレー装置の一定温度で得られる吸光度
を示す線図である。先行例におけるように、200ppbのバ
ナジウム溶液の10μｌを使用した。サーモスプレー装置
16の温度は一定に維持し、炉管24の温度は200℃から700
℃に変えた。吸光度は、温度増加につれて0.16から0.02
に低下した。
およびサーモスプレー装置の一定温度で得られる吸光度
を示す線図である。先行例におけるように、200ppbのバ
ナジウム溶液の10μｌを使用した。サーモスプレー装置
16の温度は一定に維持し、炉管24の温度は200℃から700
℃に変えた。吸光度は、温度増加につれて0.16から0.02
に低下した。
第13図は炉管24の乾燥温度およびサーモスプレー装置
16の温度の関数としての吸光信号（波高の形で）の三次
元図表である。吸光測定は100ppb銀溶液の10μｌ試料を
用いて行なつた。最高の効率は、炉管24の乾燥温度およ
びサーモスプレー装置16の温度が低い場合に得られた。
16の温度の関数としての吸光信号（波高の形で）の三次
元図表である。吸光測定は100ppb銀溶液の10μｌ試料を
用いて行なつた。最高の効率は、炉管24の乾燥温度およ
びサーモスプレー装置16の温度が低い場合に得られた。
前記の結果は温度を最適にする必要を表わす。低い乾
燥温度は効率を増加する、それというのも試料物質は炉
管24の比較的冷たい内壁上により迅速に付着するからで
ある。しかし、もちろん乾燥温度は、溶媒がその蒸気の
状態にとどまるのに十分な程度に高くなければならな
い。また、サーモスプレー装置の温度が増加すると、毛
細管26から出る試料蒸気の出口速度が増加するので、効
率の減少も生じることは明らかである。さらに、試料は
熱くなるので、炉の内壁にさほど迅速には付着しない。
燥温度は効率を増加する、それというのも試料物質は炉
管24の比較的冷たい内壁上により迅速に付着するからで
ある。しかし、もちろん乾燥温度は、溶媒がその蒸気の
状態にとどまるのに十分な程度に高くなければならな
い。また、サーモスプレー装置の温度が増加すると、毛
細管26から出る試料蒸気の出口速度が増加するので、効
率の減少も生じることは明らかである。さらに、試料は
熱くなるので、炉の内壁にさほど迅速には付着しない。
第14図は、通常の試料導入（即ち試料液の滴が冷たい
炉管中に付着）を有する炉管の温度サイクルを示す。全
分析時間の約１分が試料を乾燥、つまり溶媒を蒸発させ
るのに必要であることが認められる。さらに約１分が試
料の灰化に必要であり、なおさらに１分が炉を環境温度
に実質的に冷却するのに必要である。原子化および実際
の吸光度測定には、秒単位の非常に短時間が要求され
る。既に指摘したように、第14図に示したように、室温
の代りに高めた温度で出発することによつて全分析時間
は著しく減少する。
炉管中に付着）を有する炉管の温度サイクルを示す。全
分析時間の約１分が試料を乾燥、つまり溶媒を蒸発させ
るのに必要であることが認められる。さらに約１分が試
料の灰化に必要であり、なおさらに１分が炉を環境温度
に実質的に冷却するのに必要である。原子化および実際
の吸光度測定には、秒単位の非常に短時間が要求され
る。既に指摘したように、第14図に示したように、室温
の代りに高めた温度で出発することによつて全分析時間
は著しく減少する。
比較の目的のために、第15図は方法を上述した方法に
よる分析における時間の関数として示す。連続試料を用
いる原子吸光分光で測定した吸光度が、時間の関数とし
てプロツトされている。原子化のため試料準備および炉
の冷却のための時間は10秒程度であるので、全分析サイ
クルは僅か約20秒しかかからない。
よる分析における時間の関数として示す。連続試料を用
いる原子吸光分光で測定した吸光度が、時間の関数とし
てプロツトされている。原子化のため試料準備および炉
の冷却のための時間は10秒程度であるので、全分析サイ
クルは僅か約20秒しかかからない。
それ故、記載した方法は電熱電子化に必要な時間、従
つて完全な分析サイクルに必要な時間の著しい減少を可
能にする。これは、炉中への試料液の直接導入と比較し
た場合に効率の低下において達成することができるが、
これは各測定において大量の試料液を処理することがで
きるという事実によつてより大きく補償されている。
つて完全な分析サイクルに必要な時間の著しい減少を可
能にする。これは、炉中への試料液の直接導入と比較し
た場合に効率の低下において達成することができるが、
これは各測定において大量の試料液を処理することがで
きるという事実によつてより大きく補償されている。
本発明の望ましい構成であると信じられるものを記載
したが、種々の変更および改良が本発明から逸脱するこ
となしになしうることは明らかであり、従つて請求項に
おいては本発明の真実の思想および範囲に入るようなす
べての変更および改良を網羅するものである。
したが、種々の変更および改良が本発明から逸脱するこ
となしになしうることは明らかであり、従つて請求項に
おいては本発明の真実の思想および範囲に入るようなす
べての変更および改良を網羅するものである。
第１図は本発明による原子吸光分光分析用の試料の電熱
原子化装置のブロツク図であり；第２図は後退位置にお
ける毛細管前端を略示する局部断面図であり、第３図は
サーモスプレー装置の毛細管がその前進または試料導入
位置にあり、出口端が炉の試料口を通つて突出している
点を除き、第２図と同様の局部断面図であり、第４図は
炉に対して後退位置で示したサーモスプレー装置の毛細
管を通る、部分的に軸方向断面の立面図であり、第５図
は第１図の系を実施する装置を、上方からある角度で見
た場合の簡略化斜視図であり、第6a図は炉端から見た場
合の装置（炉は取除かれている）を示す第５図と同様の
斜視図であり、第6b図は第6a図に示した装置残部から取
除かれた炉管を、上記装置残部に対する一般的空間的関
係で示す斜視図であり、第７図はサーモスプレー装置の
長さに沿つた温度および試料の条件（物理的状態）の進
展を示す状態図であり、第８図は本発明によるバナジウ
ム試料の電熱原子化を用いて得られた信号波形を示す吸
光度対時間曲線図であり、第９図は本発明による銀試料
の電熱原子化を用いて得られた信号波形を示す吸光度対
時間曲線図であり、第10図は本発明により原子化された
単一試料の５つの測定の精度を示す吸光値図であり、第
11図は通常の試料導入と比較した場合の電熱原子化を用
いるときの効率の従属性を、サーモスプレー装置の温度
の関数として示す図であり、第12図は通常の試料導入と
比較した場合の電熱原子化を用いるときの効率の従属性
を、炉の乾燥温度、つまり試料を炉の内壁に付着させる
ときの炉の温度の関数として示す図であり、第13図は銀
試料の吸光信号をサーモスプレー装置の温度および炉の
乾燥温度の双方の関数として示す三次元図であり、第14
図は通常の電熱アトマイザーを用いる場合の時間に対す
る炉の温度の進展を示す操作説明図であり、第15図は本
発明による原子化を利用する試料分析のサイクルタイム
を示す吸光度対時間曲線図である。 10…フイルタ、12…高圧ポンプ、14…入口弁、16…サー
モスプレー装置、18…真空排気室、20…導管、21…穴、
22…試料導入口、24…黒鉛炉管、26…毛細管、28…出口
端、30…試料ループ、32…ビーム、34…外被管、36…不
銹鋼管、40,42…電気接点、43…熱電対、44…ブツシン
グ、46…ピン、48…サーボモータ、50…端部材、52…ブ
ツシング、56…キヤツプ、58…支持体、60…ねじ、62…
支持体、64…ソレノイド、66…電機子、68…底板、70…
引張ばね、72…横壁、74…ストツパー、76…ストツパ
ー、78…電極、80…電極、82…サーボモータ、84…組立
体、86…窓、88…仕切り、90…シヤツタ部材、92…穴、
94…サーボモータ、96…温度調整器
原子化装置のブロツク図であり；第２図は後退位置にお
ける毛細管前端を略示する局部断面図であり、第３図は
サーモスプレー装置の毛細管がその前進または試料導入
位置にあり、出口端が炉の試料口を通つて突出している
点を除き、第２図と同様の局部断面図であり、第４図は
炉に対して後退位置で示したサーモスプレー装置の毛細
管を通る、部分的に軸方向断面の立面図であり、第５図
は第１図の系を実施する装置を、上方からある角度で見
た場合の簡略化斜視図であり、第6a図は炉端から見た場
合の装置（炉は取除かれている）を示す第５図と同様の
斜視図であり、第6b図は第6a図に示した装置残部から取
除かれた炉管を、上記装置残部に対する一般的空間的関
係で示す斜視図であり、第７図はサーモスプレー装置の
長さに沿つた温度および試料の条件（物理的状態）の進
展を示す状態図であり、第８図は本発明によるバナジウ
ム試料の電熱原子化を用いて得られた信号波形を示す吸
光度対時間曲線図であり、第９図は本発明による銀試料
の電熱原子化を用いて得られた信号波形を示す吸光度対
時間曲線図であり、第10図は本発明により原子化された
単一試料の５つの測定の精度を示す吸光値図であり、第
11図は通常の試料導入と比較した場合の電熱原子化を用
いるときの効率の従属性を、サーモスプレー装置の温度
の関数として示す図であり、第12図は通常の試料導入と
比較した場合の電熱原子化を用いるときの効率の従属性
を、炉の乾燥温度、つまり試料を炉の内壁に付着させる
ときの炉の温度の関数として示す図であり、第13図は銀
試料の吸光信号をサーモスプレー装置の温度および炉の
乾燥温度の双方の関数として示す三次元図であり、第14
図は通常の電熱アトマイザーを用いる場合の時間に対す
る炉の温度の進展を示す操作説明図であり、第15図は本
発明による原子化を利用する試料分析のサイクルタイム
を示す吸光度対時間曲線図である。 10…フイルタ、12…高圧ポンプ、14…入口弁、16…サー
モスプレー装置、18…真空排気室、20…導管、21…穴、
22…試料導入口、24…黒鉛炉管、26…毛細管、28…出口
端、30…試料ループ、32…ビーム、34…外被管、36…不
銹鋼管、40,42…電気接点、43…熱電対、44…ブツシン
グ、46…ピン、48…サーボモータ、50…端部材、52…ブ
ツシング、56…キヤツプ、58…支持体、60…ねじ、62…
支持体、64…ソレノイド、66…電機子、68…底板、70…
引張ばね、72…横壁、74…ストツパー、76…ストツパ
ー、78…電極、80…電極、82…サーボモータ、84…組立
体、86…窓、88…仕切り、90…シヤツタ部材、92…穴、
94…サーボモータ、96…温度調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−113048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−160641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−132647（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】（ａ）試料を収容しかつ予選択された波長
のビームの透過を許すように構成された炉を環境温度よ
り上の最初の温度に加熱し； （ｂ）毛細管中で液体試料を加熱して少なくともその大
部分を蒸発させ； （ｃ）毛細管の一端を上記炉中へ間歇的に挿入し、かつ
炉中へ噴射して炉の内壁に衝突させる蒸発した試料の噴
流を形成させ； （ｄ）炉を、上記最初の温度よりも高くかつ試料を原子
化するのに十分な温度に加熱し； （ｅ）原子化された試料にビームを通過させ、試料によ
るビームの吸収度を測定し；かつ （ｆ）炉を上記最初の温度に冷却させることを特徴とす
る原子吸光分光分析用の試料の電熱原子化方法。 - 【請求項２】（ａ）試料の噴射間の時間中に炉から管の
一端を引出し； （ｂ）炉から引戻される間、キャリヤ液を管を通して上
記一端に向けて圧送し；かつ （ｃ）炉から引戻される間、上記管の一端に真空をかけ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項３】試料液を、毛細管の他端の上流でキャリヤ
液の流路中へ導入する請求項２記載の方法。 - 【請求項４】炉から引戻された後、毛細管の一端と炉と
の間の場所へ、バリヤーを移動させる請求項３記載の方
法。 - 【請求項５】（ａ）一般に環境温度より上の温度に加熱
され、選択された波長の実質的に単色のビームの通過を
許すように構成された、試料導入口を有する炉、 （ｂ）液体試料を導入口を通して導入し、炉の内面に付
着させる装置を有し、該装置は試料が通過し、少なくと
もその大部分が蒸発する加熱された毛細管を有し、該管
は蒸発した試料を上記導入口を通って炉中へ噴射するよ
うに適合された出口端を有することを特徴とする原子吸
光分光分析用の試料の電熱原子化方法。 - 【請求項６】上記出口端が試料口から引戻されている第
１後退位置と、上記出口端が試料導入口を通って炉中へ
延びている第２試料導入位置との間で加熱された毛細管
を軸方向変位可能に支承する装置、および上記第１位置
と第２位置との間で毛細管を移動させる装置を有する請
求項５記載の装置。 - 【請求項７】真空排気室を、毛細管の出口端が、後退位
置にある場合に該室中に存在するように配置して形成す
る装置を有する請求項６記載の装置。 - 【請求項８】毛細管の入口端が、加圧されたキャリヤ液
源に流れ連通しかつ毛細管を通るキャリヤ液の流れが生
じるように適合されており、かつ試料ループを有する入
口弁が加熱された毛細管の上流でキャリヤ液の流路に接
続されている請求項７記載の装置。 - 【請求項９】炉と排気室との間に挿入された変位可能な
シールドを形成する装置および該シールドを、排気室と
炉との間の連絡を遮断する位置へ移動および該位置から
脱出させるため選択的に操作しうる装置を有する請求項
８記載の装置。 - 【請求項１０】毛細管が融解石英製でありかつ毛細管を
同軸に取囲む不銹鋼管を有し、不銹鋼管の端部は電気接
点に接続され、電流が流れて該管を直接に加熱するよう
に適合されている請求項９記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3720289.8 | 1987-06-19 | ||
| DE19873720289 DE3720289A1 (de) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Verfahren und vorrichtung zur elektrothermischen atomisierung von proben |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194243A JPH0194243A (ja) | 1989-04-12 |
| JP2633628B2 true JP2633628B2 (ja) | 1997-07-23 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63150392A Expired - Lifetime JP2633628B2 (ja) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | 試料の電熱原子化方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4895443A (ja) |
| EP (1) | EP0296480B1 (ja) |
| JP (1) | JP2633628B2 (ja) |
| AU (1) | AU602098B2 (ja) |
| DE (2) | DE3720289A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| EP0356566B1 (en) * | 1988-09-02 | 1992-12-16 | The Perkin-Elmer Corporation | Method and apparatus for electrothermal atomization of samples |
| WO1990014749A1 (en) * | 1989-05-19 | 1990-11-29 | The University Of British Columbia | Furnace atomization atmospheric pressure capacitively coupled plasma excitation source |
| DE4022061A1 (de) * | 1990-07-11 | 1992-01-16 | Wollnik Hermann | Analysenvorrichtung mit elektrothermischem atomisator und massenspektrometer zur atom- und molekuelanalyse |
| US5315528A (en) * | 1991-12-03 | 1994-05-24 | The Perkin-Elmer Corporation | Method of, and apparatus for, absorbance correction in atomic absorption spectroscopy |
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| DE102015117384B4 (de) | 2015-10-14 | 2023-01-05 | Analytik Jena Gmbh | Verfahren zur spektralen Analyse von Proben mittels Graphitrohr |
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| US4111553A (en) * | 1976-03-30 | 1978-09-05 | Unisearch Limited | Multi-sample transporting and heating apparatus for use in atomic absorption spectrometry |
| DE2640285C2 (de) * | 1976-09-08 | 1984-11-22 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | Vorrichtung zur atomabsorptionsspektroskopischen Bestimmung von Elementen |
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| US4361401A (en) * | 1978-05-22 | 1982-11-30 | Instrumentation Laboratory Inc. | Automatic sample deposition in flameless analysis |
| DE3044627C2 (de) * | 1980-11-27 | 1984-06-07 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | Vorrichtung zur Probeneingabe in ein Graphitrohr bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie |
| DE3217417C2 (de) * | 1982-05-08 | 1984-02-09 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | Vorrichtung zum Atomisieren einer Probe bei der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie |
-
1987
- 1987-06-19 DE DE19873720289 patent/DE3720289A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-06-16 EP EP88109581A patent/EP0296480B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-16 DE DE8888109581T patent/DE3876018T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-20 US US07/208,936 patent/US4895443A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-20 JP JP63150392A patent/JP2633628B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-20 AU AU18174/88A patent/AU602098B2/en not_active Ceased
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| EP0296480A2 (en) | 1988-12-28 |
| EP0296480A3 (en) | 1990-05-16 |
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| AU1817488A (en) | 1988-12-22 |
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| JPH0194243A (ja) | 1989-04-12 |
| DE3876018T2 (de) | 1993-05-06 |
| US4895443A (en) | 1990-01-23 |
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