JP2926782B2 - 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置 - Google Patents
高周波誘導結合プラズマ質量分析装置Info
- Publication number
- JP2926782B2 JP2926782B2 JP1256232A JP25623289A JP2926782B2 JP 2926782 B2 JP2926782 B2 JP 2926782B2 JP 1256232 A JP1256232 A JP 1256232A JP 25623289 A JP25623289 A JP 25623289A JP 2926782 B2 JP2926782 B2 JP 2926782B2
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- JP
- Japan
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- sample
- mass spectrometer
- inductively coupled
- coupled plasma
- frequency inductively
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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、高周波誘導コイルに高周波エネルギーを供
給し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生
じさせ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生
じさせ、該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検出することによ
り、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合
プラズマ質量分析装置に関する。
給し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生
じさせ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生
じさせ、該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検出することによ
り、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合
プラズマ質量分析装置に関する。
＜従来の技術＞ 第２図は、四重極マスフィルタタイプの高周波誘導結
合プラズマを用いた分析計の一般的な構成説明図であ
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には試料導入装置４
内の固体試料がレーザ光源５から照射されたレーザ光に
よって気化されてのちキャリアガスであるアルゴンガス
によって搬入されるようになっている。尚、試料が液体
の場合は、第２図の試料導入装置４とレーザ光源５が除
去され、導入される液体試料を霧化してプラズマトーチ
１の内室1aに供給するネブライザが装着される。また、
試料は固体であることよりも液体であることが多い。
合プラズマを用いた分析計の一般的な構成説明図であ
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には試料導入装置４
内の固体試料がレーザ光源５から照射されたレーザ光に
よって気化されてのちキャリアガスであるアルゴンガス
によって搬入されるようになっている。尚、試料が液体
の場合は、第２図の試料導入装置４とレーザ光源５が除
去され、導入される液体試料を霧化してプラズマトーチ
１の内室1aに供給するネブライザが装着される。また、
試料は固体であることよりも液体であることが多い。
一方、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。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結合プラズマ７が生ず
る。
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。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結合プラズマ７が生ず
る。
また、ノズル８とスキマー９に挟まれたフォアチャン
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、該センサーチ
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。この状態で高周波誘導結合プラズマ中に上述の
ようにして気化された試料が導入され、イオン化や発光
が行われる。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
検出される。この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。
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、該センサーチ
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。この状態で高周波誘導結合プラズマ中に上述の
ようにして気化された試料が導入され、イオン化や発光
が行われる。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
検出される。この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。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 然るに、上記従来例においては、四重極マスフィルタ
タイプであるためノズル８とスキマー９を介して高周波
誘導結合プラズマ７からイオンを引き出すのに数100V以
下でよく、且つ、最終的加速電圧も必要としない。一
方、四重極マスフィルタタイプよりも高分解能を得るた
め磁場型の質量分析器を用いる場合は、10kVもの加速電
圧を必要としていた。また、大気中の高周波誘導結合プ
ラズマ７がイオンソースとなっていた。このため、高周
波誘導結合プラズマ７をアース電位とし質量分析計の方
を10kV低くする方法か、質量分析計の方をアース電位と
し高周波誘導結合プラズマ７を10kV高くする方法がとら
れていた。しかし、これらの方法はいずれも絶縁が難し
かったり回路構成が複雑になるなどの問題があった。
タイプであるためノズル８とスキマー９を介して高周波
誘導結合プラズマ７からイオンを引き出すのに数100V以
下でよく、且つ、最終的加速電圧も必要としない。一
方、四重極マスフィルタタイプよりも高分解能を得るた
め磁場型の質量分析器を用いる場合は、10kVもの加速電
圧を必要としていた。また、大気中の高周波誘導結合プ
ラズマ７がイオンソースとなっていた。このため、高周
波誘導結合プラズマ７をアース電位とし質量分析計の方
を10kV低くする方法か、質量分析計の方をアース電位と
し高周波誘導結合プラズマ７を10kV高くする方法がとら
れていた。しかし、これらの方法はいずれも絶縁が難し
かったり回路構成が複雑になるなどの問題があった。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、
その課題は、高周波誘導結合プラズマや質量分析計に静
電的高圧をかけることなく磁場型高周波誘導結合プラズ
マからイオンを引き出すことができるような高周波誘導
結合プラズマ質量分析装置を提供することにある。
その課題は、高周波誘導結合プラズマや質量分析計に静
電的高圧をかけることなく磁場型高周波誘導結合プラズ
マからイオンを引き出すことができるような高周波誘導
結合プラズマ質量分析装置を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ このような目的を達成するために、本発明は、 被測定試料をプラズマトーチに導いて励起してイオン
化し、イオン化された被測定試料を質量分析計に導いて
質量分析を行う高周波誘導結合プラズマ質量分析装置に
おいて、 イオン化された被測定試料が通過する電極が所定間隔
で複数枚設けられていて、前記電極はイオン化された被
測定試料が通過する前にはイオン化された被測定試料と
異なる極性になり、イオン化された被測定試料が通過し
た後にはイオン化された被測定試料と同じ極性になる線
形加速器と、 を具備し、イオン化された被測定試料を前記線形加速
器で加速して前記質量分析計に導くことを特徴としてい
る。
化し、イオン化された被測定試料を質量分析計に導いて
質量分析を行う高周波誘導結合プラズマ質量分析装置に
おいて、 イオン化された被測定試料が通過する電極が所定間隔
で複数枚設けられていて、前記電極はイオン化された被
測定試料が通過する前にはイオン化された被測定試料と
異なる極性になり、イオン化された被測定試料が通過し
た後にはイオン化された被測定試料と同じ極性になる線
形加速器と、 を具備し、イオン化された被測定試料を前記線形加速
器で加速して前記質量分析計に導くことを特徴としてい
る。
＜作用＞ 本発明は次のように作用する。即ち、気化された試料
が高周波誘導結合プラズマの中に導入されてイオン化や
発光が行われると、該プラズマ内のイオンは、ノズル，
スキマー，引出し電極を経由し線型加速器で加速され
る。即ち、線型加速器は質量分析計で設定された所謂設
定質量のイオンが電極を通り抜けるのに同期して極性が
反転するようになっており、これらのイオンが次々と電
極を通過する毎に加速され最終的に10kV程度まで加速さ
れるようになっている。また、このようにイオンの速度
が上昇するにつれて線型加速器24内の交流周波数も高く
なる。
が高周波誘導結合プラズマの中に導入されてイオン化や
発光が行われると、該プラズマ内のイオンは、ノズル，
スキマー，引出し電極を経由し線型加速器で加速され
る。即ち、線型加速器は質量分析計で設定された所謂設
定質量のイオンが電極を通り抜けるのに同期して極性が
反転するようになっており、これらのイオンが次々と電
極を通過する毎に加速され最終的に10kV程度まで加速さ
れるようになっている。また、このようにイオンの速度
が上昇するにつれて線型加速器24内の交流周波数も高く
なる。
＜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断面図であり、図中、第
２図と同一記号は同一意味を持たせて使用しここでの重
複説明は省略する。また、21はスキマー９の後方に設け
られた引出し電極、22はスキマー９を通り引出し電極21
を経由して導入されたイオンを加速する線型加速器、23
a,23bはスリット、24は磁場のイオンに対する作用によ
ってイオンに質量分散及び方向収束させて質量スペクト
ルを得る磁場型質量分析計である。
１図は本発明実施例の要部構成断面図であり、図中、第
２図と同一記号は同一意味を持たせて使用しここでの重
複説明は省略する。また、21はスキマー９の後方に設け
られた引出し電極、22はスキマー９を通り引出し電極21
を経由して導入されたイオンを加速する線型加速器、23
a,23bはスリット、24は磁場のイオンに対する作用によ
ってイオンに質量分散及び方向収束させて質量スペクト
ルを得る磁場型質量分析計である。
このような構成からなる本発明の実施例において、気
化された試料が第１図の高周波誘導結合プラズマ７の中
に導入されてイオン化や発光が行われると、該プラズマ
７内のイオンは、ノズル8,スキマー9,引出し電極21を経
由し線型加速器22で加速される。即ち、線型加速器22は
質量分析計で設定された所謂設定質量のイオンが電極を
通り抜けるのに同期して極性が反転するようになってい
る。電極は、複数枚設けられていて、イオンが通過する
前はイオン化された被測定試料と異なる極性になり、イ
オン化された被測定試料が通過した後はイオン化された
被測定試料と同じ極性になる。これらのイオンが次々と
電極を通過する毎に加速された最終的に10kV程度まで加
速されるようになっている。また、このようにイオンの
速度が上昇するにつれて線型加速器22内の交流周波数も
高くなる。尚、線型加速器22においてもイオンの選別が
行われるため、線型加速器24を一種のダブルモノクロメ
ータの前段と考えても良い。
化された試料が第１図の高周波誘導結合プラズマ７の中
に導入されてイオン化や発光が行われると、該プラズマ
７内のイオンは、ノズル8,スキマー9,引出し電極21を経
由し線型加速器22で加速される。即ち、線型加速器22は
質量分析計で設定された所謂設定質量のイオンが電極を
通り抜けるのに同期して極性が反転するようになってい
る。電極は、複数枚設けられていて、イオンが通過する
前はイオン化された被測定試料と異なる極性になり、イ
オン化された被測定試料が通過した後はイオン化された
被測定試料と同じ極性になる。これらのイオンが次々と
電極を通過する毎に加速された最終的に10kV程度まで加
速されるようになっている。また、このようにイオンの
速度が上昇するにつれて線型加速器22内の交流周波数も
高くなる。尚、線型加速器22においてもイオンの選別が
行われるため、線型加速器24を一種のダブルモノクロメ
ータの前段と考えても良い。
このようにして線型加速器22で加速されたイオンは、
スリット23aを通って磁場型の質量分析計24に至り、こ
こで、磁場のイオンに対する作用によって質量分散及び
方向収束される。その後、スリット24bを通って二次電
子増倍管19に達して検出され、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。
スリット23aを通って磁場型の質量分析計24に至り、こ
こで、磁場のイオンに対する作用によって質量分散及び
方向収束される。その後、スリット24bを通って二次電
子増倍管19に達して検出され、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。
尚、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々
の変形が可能であり、例えば線型加速器22に代えてサイ
クロトロン型の加速器を用いても良い。
の変形が可能であり、例えば線型加速器22に代えてサイ
クロトロン型の加速器を用いても良い。
＜発明の効果＞ 以上詳しく説明したような本発明によれば、高周波誘
導結合プラズマ質量分析装置において、高周波誘導結合
プラズマや質量分析計に静電的高圧をかけることなく高
周波誘導結合プラズマと磁場型質量分析計を結合させる
ことができ、その結果、高周波誘導結合プラズマや質量
分析計に静電的高圧をかけることなく高周波誘導結合プ
ラズマからイオンを引き出すことができるような高周波
誘導結合プラズマ質量分析装置が実現する。
導結合プラズマ質量分析装置において、高周波誘導結合
プラズマや質量分析計に静電的高圧をかけることなく高
周波誘導結合プラズマと磁場型質量分析計を結合させる
ことができ、その結果、高周波誘導結合プラズマや質量
分析計に静電的高圧をかけることなく高周波誘導結合プ
ラズマからイオンを引き出すことができるような高周波
誘導結合プラズマ質量分析装置が実現する。
第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は従来例の
構成説明図である。 １……プラズマトーチ、２……流量制御部、３……アル
ゴンガス供給源、４……試料セル、６……高周波誘導コ
イル、７……高周波誘導結合プラズマ、８……ノズル、
９……スキマー、16……マスフィルタ、17……リアチャ
ンバー、20……信号処理部、21……引出し電極、22……
線型加速器、23a,23b……スリット、24……磁場型質量
分析計
構成説明図である。 １……プラズマトーチ、２……流量制御部、３……アル
ゴンガス供給源、４……試料セル、６……高周波誘導コ
イル、７……高周波誘導結合プラズマ、８……ノズル、
９……スキマー、16……マスフィルタ、17……リアチャ
ンバー、20……信号処理部、21……引出し電極、22……
線型加速器、23a,23b……スリット、24……磁場型質量
分析計
Claims (1)
- 【請求項１】被測定試料をプラズマトーチに導いて励起
してイオン化し、イオン化された被測定試料を質量分析
計に導いて質量分析を行う高周波誘導結合プラズマ質量
分析装置において、 イオン化された被測定試料が通過する電極が所定間隔で
複数枚設けられていて、前記電極はイオン化された被測
定試料が通過する前にはイオン化された被測定試料と異
なる極性になり、イオン化された被測定試料が通過した
後にはイオン化された被測定試料と同じ極性になる線形
加速器と、 を具備し、イオン化された被測定試料を前記線形加速器
で加速して前記質量分析計に導くことを特徴とした高周
波誘導結合プラズマ質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256232A JP2926782B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256232A JP2926782B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465059A JPH0465059A (ja) | 1992-03-02 |
| JP2926782B2 true JP2926782B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17289769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1256232A Expired - Lifetime JP2926782B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926782B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4095646B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2008-06-04 | 日本電信電話株式会社 | 元素分析装置 |
| JP3863874B2 (ja) | 2003-10-02 | 2006-12-27 | 新日本製鐵株式会社 | 金属板材の熱間プレス成形装置及び熱間プレス成形方法 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1256232A patent/JP2926782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465059A (ja) | 1992-03-02 |
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