JP2789641B2 - 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 - Google Patents
高周波誘導結合プラズマ質量分析計Info
- Publication number
- JP2789641B2 JP2789641B2 JP1037131A JP3713189A JP2789641B2 JP 2789641 B2 JP2789641 B2 JP 2789641B2 JP 1037131 A JP1037131 A JP 1037131A JP 3713189 A JP3713189 A JP 3713189A JP 2789641 B2 JP2789641 B2 JP 2789641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- gas
- mass spectrometer
- coupled plasma
- inductively coupled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計に係わ
り、特に、加熱気化導入法（Electro Vaporization以
下、「ETV法」と略す）やレーザアブレーションに用い
て好適なようにプラズマトーチの軸とサンプリングノズ
ルの軸とを合わせる方法を改善した高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計に関する。
り、特に、加熱気化導入法（Electro Vaporization以
下、「ETV法」と略す）やレーザアブレーションに用い
て好適なようにプラズマトーチの軸とサンプリングノズ
ルの軸とを合わせる方法を改善した高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計に関する。
＜従来の技術＞ 高周波誘導結合プラズマ質量分析計は、高周波誘導結
合プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイオンをノ
ズルとスキマーからなるインターフェイスを介して質量
分析計に導いて電気的に検出し該イオン量を精密に測定
することにより、試料中の被測定元素を高精度に分析す
るように構成されている。第３図は、このような高周波
誘導結合プラズマ質量分析計の従来例構成説明図であ
る。この図において、プラズマトーチ１の外室1bと最外
室1cにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源３か
らアルゴンガスが供給され、内室1aには試料槽４内の試
料がネブライザ５で霧化されてのちアルゴンガスによっ
て搬入されるようになっている。また、プラズマトーチ
１に巻回された高周波誘導コイル６には高周波電源10に
よって高周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波
磁界（図示せず）が形成されている。一方、ノズル８と
スキマー９に挟まれたファアチャンバー本体11内は、真
空ポンプ12によって例えば1Torr.に吸引されている。更
に、センターチャンバー13内にはイオンレンズ14a,14b
が設けられると共に、該センターチャンバー13の内部は
第１油拡散ポンプ15によって例えば10-4Torr.に吸引さ
れ、マスフィルタ（例えば四重極マスフィルタ）16を収
容しているリアチャンバー17内は第２油拡散ポンプ18に
よって例えば10-5Torr.に吸引されている。
合プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイオンをノ
ズルとスキマーからなるインターフェイスを介して質量
分析計に導いて電気的に検出し該イオン量を精密に測定
することにより、試料中の被測定元素を高精度に分析す
るように構成されている。第３図は、このような高周波
誘導結合プラズマ質量分析計の従来例構成説明図であ
る。この図において、プラズマトーチ１の外室1bと最外
室1cにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源３か
らアルゴンガスが供給され、内室1aには試料槽４内の試
料がネブライザ５で霧化されてのちアルゴンガスによっ
て搬入されるようになっている。また、プラズマトーチ
１に巻回された高周波誘導コイル６には高周波電源10に
よって高周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波
磁界（図示せず）が形成されている。一方、ノズル８と
スキマー９に挟まれたファアチャンバー本体11内は、真
空ポンプ12によって例えば1Torr.に吸引されている。更
に、センターチャンバー13内にはイオンレンズ14a,14b
が設けられると共に、該センターチャンバー13の内部は
第１油拡散ポンプ15によって例えば10-4Torr.に吸引さ
れ、マスフィルタ（例えば四重極マスフィルタ）16を収
容しているリアチャンバー17内は第２油拡散ポンプ18に
よって例えば10-5Torr.に吸引されている。
この状態で上記高周波磁界の近傍でアルゴンガス中に
電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の作用
によって瞬時に高周波誘導プラズマ７が生ずる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経由して
のちイオンレンズ14a,14b（若しくはダブレット四重極
レンズ）の間を通って収束され、その後、マスフィルタ
16を通り二次電子増倍管19に導かれて検出され、該検出
信号が信号処理部20に送出されて演算・処理されること
によって前記試料中の被測定元素分析値が求められるよ
うになっている。
電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の作用
によって瞬時に高周波誘導プラズマ７が生ずる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経由して
のちイオンレンズ14a,14b（若しくはダブレット四重極
レンズ）の間を通って収束され、その後、マスフィルタ
16を通り二次電子増倍管19に導かれて検出され、該検出
信号が信号処理部20に送出されて演算・処理されること
によって前記試料中の被測定元素分析値が求められるよ
うになっている。
一方、溶液をネブライザで霧にしてプラズマトーチに
導入する方法（いわゆる溶液法）においては、試料溶液
を連続的に導入することで試料中成分の信号強度が最大
となるようにプラズマトーチのＸ−Ｙ軸をずらせば良か
った。また、レーザアブレーションやETVなど試料を連
続的に導入できない分析方法においては、上記溶液法で
プラズマトーチの軸合わせを行った後、プラズマトーチ
の軸を固定してネブライザスプレーチャンバーを取り去
り、レーザーやETVの試料チューブをプラズマトーチに
接続するようにしていた。このため、プラズマトーチ１
とノズル８の軸が多少ずれるという欠点があった。或い
は、高周波誘導結合プラズマ７を見ながらプラズマトー
チ１とノズル８の軸を大まかに合わせる方法が取られて
いた。この方法では、Ａγ2,C,Nなどでは、高周波誘導
結合プラズマの中心と測定元素信号が最大となる点が一
致しないことが多いという欠点もあった。また、イオン
レンズ系のチューニングはレーザアブレーション,ETVな
どでは、不純物として含まれるC,N,O或いはAr,Ar2のピ
ークでしか最適チューニングができず、その他の特定元
素や高質量数元素の最適チューニングは不可能であると
いう欠点があった。
導入する方法（いわゆる溶液法）においては、試料溶液
を連続的に導入することで試料中成分の信号強度が最大
となるようにプラズマトーチのＸ−Ｙ軸をずらせば良か
った。また、レーザアブレーションやETVなど試料を連
続的に導入できない分析方法においては、上記溶液法で
プラズマトーチの軸合わせを行った後、プラズマトーチ
の軸を固定してネブライザスプレーチャンバーを取り去
り、レーザーやETVの試料チューブをプラズマトーチに
接続するようにしていた。このため、プラズマトーチ１
とノズル８の軸が多少ずれるという欠点があった。或い
は、高周波誘導結合プラズマ７を見ながらプラズマトー
チ１とノズル８の軸を大まかに合わせる方法が取られて
いた。この方法では、Ａγ2,C,Nなどでは、高周波誘導
結合プラズマの中心と測定元素信号が最大となる点が一
致しないことが多いという欠点もあった。また、イオン
レンズ系のチューニングはレーザアブレーション,ETVな
どでは、不純物として含まれるC,N,O或いはAr,Ar2のピ
ークでしか最適チューニングができず、その他の特定元
素や高質量数元素の最適チューニングは不可能であると
いう欠点があった。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされもので
あり、その課題は、レーザアブレーションやETV法に用
いて好適なようにプラズマトーチの軸とサンプリングノ
ズルの軸とを合わせるためのガス発生装置を改善し該プ
ラズマトーチの軸合わせを容易且つ正確に行なえるよう
にした高周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供するこ
とにある。
あり、その課題は、レーザアブレーションやETV法に用
いて好適なようにプラズマトーチの軸とサンプリングノ
ズルの軸とを合わせるためのガス発生装置を改善し該プ
ラズマトーチの軸合わせを容易且つ正確に行なえるよう
にした高周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供するこ
とにある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計におい
て、ガス発生装置の標準ガス流路を流れる標準ガスから
拡散膜を介して一定濃度の成分をキャリアガスに混入さ
せ、該混合ガスを用いてプラズマトーチとサンプリング
ノズルの軸合わせを行なうことにより前記課題を解決し
たものである。
て、ガス発生装置の標準ガス流路を流れる標準ガスから
拡散膜を介して一定濃度の成分をキャリアガスに混入さ
せ、該混合ガスを用いてプラズマトーチとサンプリング
ノズルの軸合わせを行なうことにより前記課題を解決し
たものである。
＜実施例＞ 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第
１図は本発明実施例の要部構成説明図であり、図中、10
0はアルゴンガス供給源、110は例えばマスフローコント
ローラでなる流量制御装置、120はガス発生装置、130は
第３図を用いて詳述したような高周波誘導結合プラズマ
分析計、140は標準ガス供給源である。また、ガス発生
装置120は、例えばパーミッションチューブでなる拡散
膜121を挟んでキャリアガス用流路122と標準ガス用流路
123が隣接しており、標準ガス用流路123内の成分ガスが
拡散膜121を透過してキャリアガス用流路122内に拡散す
るように構成されている。尚、124はキャリアガス用流
路の入口,125はキャリアガス用流路の出口,126は標準ガ
ス用流路の入口,127は標準ガス用流路の出口である。ま
た、拡散膜121で区切られるキャリアガス用流路122と標
準ガス用流路123は、二重管構造の内側と外側で形成し
ても良いものとする。
１図は本発明実施例の要部構成説明図であり、図中、10
0はアルゴンガス供給源、110は例えばマスフローコント
ローラでなる流量制御装置、120はガス発生装置、130は
第３図を用いて詳述したような高周波誘導結合プラズマ
分析計、140は標準ガス供給源である。また、ガス発生
装置120は、例えばパーミッションチューブでなる拡散
膜121を挟んでキャリアガス用流路122と標準ガス用流路
123が隣接しており、標準ガス用流路123内の成分ガスが
拡散膜121を透過してキャリアガス用流路122内に拡散す
るように構成されている。尚、124はキャリアガス用流
路の入口,125はキャリアガス用流路の出口,126は標準ガ
ス用流路の入口,127は標準ガス用流路の出口である。ま
た、拡散膜121で区切られるキャリアガス用流路122と標
準ガス用流路123は、二重管構造の内側と外側で形成し
ても良いものとする。
このような構成からなる本考案の実施例において、ア
ルゴンガス供給源100から供給されるアルゴンガスは、
流量制御装置110で流量調節されて後、ガス発生装置120
のキャリアガス用流路入口124→キャリアガス用流路122
→キャリアガス用流路出口125を通って、高周波誘導プ
ラズマ質量分析計130に供給される。又、標準ガス供給
源140から供給される標準ガスは、ガス発生装置120の標
準ガス用流路入口126→標準ガス用流路123→標準ガス用
流路出口127を通って廃棄される。この状態で、標準ガ
ス用流路123内の成分ガスの一部は拡散膜121を通ってキ
ャリアガス用流路122内に至り、キャリアガスによって
高周波誘導プラズマ質量分析計130へ搬送される。従っ
て、レーザアブレーションやETV法のように過渡的な測
定信号しか得られない分析方法においても、プラズマト
ーチの軸合わせを容易かつ正確に行なえる。また、チュ
ーニングが希望する質量数で行なえるため、その質量に
対する最適のチューニングが可能になる。
ルゴンガス供給源100から供給されるアルゴンガスは、
流量制御装置110で流量調節されて後、ガス発生装置120
のキャリアガス用流路入口124→キャリアガス用流路122
→キャリアガス用流路出口125を通って、高周波誘導プ
ラズマ質量分析計130に供給される。又、標準ガス供給
源140から供給される標準ガスは、ガス発生装置120の標
準ガス用流路入口126→標準ガス用流路123→標準ガス用
流路出口127を通って廃棄される。この状態で、標準ガ
ス用流路123内の成分ガスの一部は拡散膜121を通ってキ
ャリアガス用流路122内に至り、キャリアガスによって
高周波誘導プラズマ質量分析計130へ搬送される。従っ
て、レーザアブレーションやETV法のように過渡的な測
定信号しか得られない分析方法においても、プラズマト
ーチの軸合わせを容易かつ正確に行なえる。また、チュ
ーニングが希望する質量数で行なえるため、その質量に
対する最適のチューニングが可能になる。
一方、第２図は本発明の他の実施例の構成説明図であ
り、図中、第１図と同一記号は同一意味を持たせて使用
する。また、150は第１乃至第４の接続口151〜154を有
する流路切換弁であり、内部流路が実線接続状態と破線
接続状態に交互に切り換えられるようになっている。
り、図中、第１図と同一記号は同一意味を持たせて使用
する。また、150は第１乃至第４の接続口151〜154を有
する流路切換弁であり、内部流路が実線接続状態と破線
接続状態に交互に切り換えられるようになっている。
このような構成からなる本考案の実施例において、チ
ューニング時には流路切換弁150がOFFにされ内部流路が
実線接続状態となっている。このため、アルゴンガス供
給源100から供給されるアルゴンガスは、流量制御装置1
10で流量調節されて後、流路切換弁150の第１接続口151
→流路切換弁150の第２接続口152→ガス発生装置120→
流路切換弁150の第３接続口153→流路切換弁150の第４
接続口154を通って、高周波誘導プラズマ質量分析計130
に供給される。又、分析時には標準ガス系をガスライン
に接続する必要はなく、流路切換弁150がONにされ内部
流路が破線接続状態となる。このため、アルゴンガス供
給源100から供給されるアルゴンガスは、流量制御装置1
10で流量調節されて後、流路切換弁150の第１接続口151
流路切換弁150の第４接続口154を通って、高周波誘導プ
ラズマ質量分析計130に供給されるようになる。
ューニング時には流路切換弁150がOFFにされ内部流路が
実線接続状態となっている。このため、アルゴンガス供
給源100から供給されるアルゴンガスは、流量制御装置1
10で流量調節されて後、流路切換弁150の第１接続口151
→流路切換弁150の第２接続口152→ガス発生装置120→
流路切換弁150の第３接続口153→流路切換弁150の第４
接続口154を通って、高周波誘導プラズマ質量分析計130
に供給される。又、分析時には標準ガス系をガスライン
に接続する必要はなく、流路切換弁150がONにされ内部
流路が破線接続状態となる。このため、アルゴンガス供
給源100から供給されるアルゴンガスは、流量制御装置1
10で流量調節されて後、流路切換弁150の第１接続口151
流路切換弁150の第４接続口154を通って、高周波誘導プ
ラズマ質量分析計130に供給されるようになる。
＜発明の効果＞ 以上詳しく説明したような本発明によれば、標準ガス
が流れる標準ガス用流路と、キャリアガスが流れるキャ
リアガス用流路が拡散膜を介して形成されており、前記
拡散膜を介してキャリアガス用流路に混入した標準ガス
との混合ガスを用いてプラズマトーチとサンプリングノ
ズルの軸合わせを行うように構成したので、軸合わせの
容易な高周波誘導結合プラズマ質量分析計実現すること
ができる。
が流れる標準ガス用流路と、キャリアガスが流れるキャ
リアガス用流路が拡散膜を介して形成されており、前記
拡散膜を介してキャリアガス用流路に混入した標準ガス
との混合ガスを用いてプラズマトーチとサンプリングノ
ズルの軸合わせを行うように構成したので、軸合わせの
容易な高周波誘導結合プラズマ質量分析計実現すること
ができる。
第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は本発明の
他の実施例を示す構成説明図、第３図は一般的な高周波
誘導結合プラズマ質量分析計の全体的な構成説明図であ
る。 100……アルゴンガス供給源、 110……流量制御装置、 120……ガス発生装置、121……拡散膜、 122……キャリアガス用流路、 123……標準ガス用流路、 130……高周波誘導結合プラズマ分析計、 140……標準ガス供給源、 150……流路切換弁
他の実施例を示す構成説明図、第３図は一般的な高周波
誘導結合プラズマ質量分析計の全体的な構成説明図であ
る。 100……アルゴンガス供給源、 110……流量制御装置、 120……ガス発生装置、121……拡散膜、 122……キャリアガス用流路、 123……標準ガス用流路、 130……高周波誘導結合プラズマ分析計、 140……標準ガス供給源、 150……流路切換弁
Claims (1)
- 【請求項１】高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励
起し生じたイオンを真空中に導入し、イオン光学系を通
して質量分析計検出器を導いて検出することにより気体
試料中の被測定元素を分析する分析計において、プラズ
マトーチとサンプリングノズルの軸合わせを行うための
ガスの発生手段として、標準ガスが流れる標準ガス用流
路と、キャリアガスが流れるキャリアガス用流路を拡散
膜を介して隣接するように形成し、前記拡散膜を介して
キャリアガス用流路に混入した標準ガスとの混合ガスに
より前記プラズマトーチとサンプリングノズルの軸合わ
せを行うように構成したことを特徴とする高周波誘導結
合プラズマ質量分析計
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037131A JP2789641B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037131A JP2789641B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216048A JPH02216048A (ja) | 1990-08-28 |
| JP2789641B2 true JP2789641B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=12489059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1037131A Expired - Lifetime JP2789641B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789641B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP1037131A patent/JP2789641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216048A (ja) | 1990-08-28 |
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