JP3063934B2 - X線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄膜測定試料 - Google Patents
X線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄膜測定試料Info
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反射ケイ光X線分析法、粒子励起X線分光法(Particle
Induced X-ray Emission Spectroscopy…PIXE法と
言う)等のX線をプローブとする分析法に使用される薄
膜測定試料に係り、さらに詳しくはX線をプローブとす
る分析法において、自己保持型の測定試料の調製が困難
とされる生物・医学用試料あるいは環境汚染試料等の標
準試料および分析試料の調製を可能とし、含有する微量
成分元素の高感度分析を実現する薄膜測定試料およびそ
の調製法に関する。
析法またはPIXE法等のX線をプローブとする分析法
において、微量成分元素の高感度分析を行うためには、
X線測定の際のバックグラウンドとなる連続X線の低
減、共存元素の妨害の低減、特性X線の自己吸収の抑
制、電子線あるいは粒子線照射による試料の発熱・分解
を低減する必要がある。このうち、バックグラウンドと
なる連続X線の低減が、最も重要である。連続X線は主
に2次電子制動輻射線であり、これは試料の厚さを薄く
することにより低減が可能となる。しかし、自己保持型
の薄膜測定試料である標準試料あるいは分析試料におい
て、バックグラウンドとなる連続X線を低減するに至る
までに薄膜測定試料の薄膜化をはかることは極めて困難
であった。例えば、生物・医学用試料あるいは環境汚染
試料等の標準試料あるいは分析試料において、これらを
何らかの支持体(バッキング膜)につけて乾燥し薄膜測
定試料とする必要がある。したがって、支持体の条件と
してはできるだけ膜厚が薄く、不純物を含有せず、かつ
機械的・熱的強度等の高い薄膜が望まれる。そこで、支
持体としてポリスチレン膜、マイラー膜、フォルムバー
膜、炭素膜等の有用性が検討され、従来は支持体として
主にマイラー膜が使用されてきた。しかし、マイラー膜
を支持体として用いる場合には、その膜厚が200〜1
700μg/cm2と厚くなるため、連続X線強度が強
くなりバックグラウンドの低減化をはかることは困難で
あった。また、マイラー膜には通常、不純物元素として
カルシウムが含まれており、これによる妨害作用が生じ
る。一方、フォルムバー(ポリビニルホルマール)膜に
ついても、支持体としての使用が検討されてきたが、現
在までに、均一で丈夫な薄膜の調製法は確立されておら
ず、実用には供されていなかった。一方、共存元素の妨
害の低減には、定量を目的とした元素を分析試料から化
学分離・濃縮して、支持体上に蒸発乾固する方法が取ら
れているが、支持体上に極微量の測定元素を均一に分散
させることは極めて困難であった。なお、PIXE法に
おける測定試料の調製法については、日本化学会編:新
実験化学講座7、基礎技術6、核・放射線1、1975
年、第313頁〜第325(丸善)に記述されている。
来技術における問題点を解決し、ケイ光X線分析法、全
反射ケイ光X線分析法、PIXE法等のX線をプローブ
とする分析法における標準試料あるいは分析試料として
好適に用いられる薄膜測定試料およびその調製法を提供
するものである。すなわち、本発明は自己保持型の薄膜
測定試料の調製が困難とされる標準試料および分析試料
の調製を可能とし、膜厚が極めて薄く、不純物を含有せ
ず、かつ機械的・熱的強度等の高い支持体を簡便な方法
で作製することができるX線をプローブとする分析法用
薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄
膜測定試料を提供することにある。
するために、本発明のX線をプローブとする分析法に用
いられる薄膜測定試料およびその調製法は、以下に示す
手段を用いるものである。 (1)自己保持型の薄膜測定試料の調製が困難とされる
標準試料あるいは分析試料に用いられる極薄膜化した薄
膜測定試料の調製において、これら試料の支持体とし
て、膜厚を20μg/cm2以下に調製したフォルムバ
ー(ポリビニルホルマール)薄膜を使用するものであ
る。 (2)薄膜測定試料の支持体であるフォルムバー薄膜上
に、内部標準元素を添加して均一な懸濁液とした標準試
料あるいは分析試料を滴下して展開し乾燥させる。 (3)あるいは薄膜測定試料において、フォルムバー溶
液が、標準試料あるいは分析試料から化学分離した定量
を目的とした元素を含む溶液であり、この溶液を使用し
て、目的とした元素を定量的に含む薄膜測定試料を調製
する。 (4)薄膜測定試料の支持体であるフォルムバー薄膜の
調製法が、フォルムバーのテトラヒドロフラン溶液をシ
ョ糖に代表される糖類の水溶液上に滴下して展開させ、
フォルムバーの溶媒であるテトラヒドロフランを蒸発さ
せることにより、糖類の水溶液の液面に生成させた極薄
いフォルムバー薄膜を、薄膜測定試料ホルダーで掬い取
り、水洗後、乾燥させたものを使用する。 (5)フォルムバー薄膜の調製法において、フォルムバ
ーのテトラヒドロフラン溶液の濃度が5.0%以下であ
り、さらにショ糖水溶液の濃度および密度が、それぞれ
40%以上および1.18gcm~3以上である条件下で
フォルムバー薄膜を調製する。 (6)フォルムバー薄膜の調製法において、フォルムバ
ー溶液に添加する元素をキレート錯体として用いる。
さらに詳細に説明する。 <実施例1>図1は、本実施例で調製したX線をプロー
ブとする分析法に用いられる薄膜測定試料の断面構成を
示す模式図であり、標準試料または分析試料2の支持体
である薄膜化したフォルムバー薄膜1を用いた薄膜測定
試料〔図1(a)〕、および支持体薄膜中に定量を目的
とした元素を添加したフォルムバー薄膜3からなる薄膜
測定試料〔図1(b)〕と、従来から使用されている標
準試料または分析試料2とマイラー膜4により構成され
ている膜厚の厚い測定試料〔図1(c)〕を比較して図
示した。なお、図1(d)には、本実施例において用い
たフォルムバー薄膜1または3を構成するポリビニルホ
ルマールの化学構造式を示す。図2は、本実施例におい
て標準試料または分析試料の支持体として使用したフォ
ルムバー薄膜1の調製法の一例を示す工程図である。す
なわち、0.5%以下の濃度のフォルムバーのテトラヒ
ドロフラン溶液5を、40%以上の濃度のショ糖水溶液
(密度:1.18gcm~3以上)6上に滴下して展開さ
せ〔図2(a)〕、5分間放置してフォルムバーの溶媒
であるテトラヒドロフランを蒸発させる〔図2
(b)〕。生成したフォルムバー薄膜1をアルミニウム
製の薄膜測定試料ホルダ8で掬い取り〔図2(c)〕、
水洗後〔図2(d)〕、乾燥させる〔図2(e)〕。そ
して、図2(f)に示すような薄膜測定試料を得た。
ムバー溶液を水面上に滴下して展開させた後、有機溶媒
を蒸発させた時に生成したフォルムバー薄膜の状態を示
したものである。本実施例で使用したテトラヒドロフラ
ンを除き、溶媒が水面上で不均一なレンズ状に集まるた
め均一で丈夫な膜は得られなかった。一方、テトラヒド
ロフランでは、表1に示したように密度、粘度、表面張
力が小さく、水面上で良く展開し均一なフォルムバー薄
膜が生成した。しかし、水面上に生成したフォルムバー
薄膜の回収は不可能であった。
ラヒドロフラン溶液を、種々の濃度のショ糖水溶液上に
滴下後、有機溶媒のテトラヒドロフランを蒸発させた時
に生成したフォルムバー薄膜の状態を示したものであ
る。0.5%以下の濃度のフォルムバーのテトラヒドロ
フラン溶液を、50%の濃度のショ糖水溶液(密度:
1.23gcm~3)上に展開させた時に均一なフォルム
バー薄膜が得られ、かつ生成したフォルムバー薄膜の回
収も容易であった。
テトラヒドロフラン溶液を、50%の濃度のショ糖水溶
液上に展開させて調製した3枚のフォルムバー薄膜と、
1枚のフォルムバー薄膜の任意の3点における膜厚を示
したものである。本実施例における調製法によって、再
現性が良く、均質なフォルムバー薄膜を得ることができ
た。また、本実施例で得られたフォルムバー薄膜の膜厚
は、PIXE法等のX線をプローブとする分析法で通常
使用されている支持体のうちで最も膜厚の薄いマイラー
膜の膜厚の約1/30であった。
の支持体として使用されるマイラー膜と、本発明の支持
体であるフォルムバー薄膜のPIXEスペクトルを示
す。両者のX線スペクトルから明らかなように、本実施
例の支持体であるフォルムバー薄膜から発生した連続X
線強度は、PIXE法等において通常支持体として使用
されている最も膜厚の薄いマイラー膜の約1/20の強
度であった。さらに、マイラー膜では必ず検出されるカ
ルシウム等の不純物も検出されず、フォルムバー薄膜は
マイラー膜よりも優れた支持体であることが分かった。
図4は、本実施例の支持体であるフォルムバー薄膜と、
通常使用されている支持体であるマイラー膜を使用した
場合のPIXE法の検出限界を示した図である。ここで
の検出限界の定義は、100μCのプロトン照射により
100カウントの計数値を与える元素濃度、またはバッ
クグラウンド計数値の標準偏差(バックグラウンドの計
数値の平方根)の3倍の計数値を与える元素濃度のいず
れか多い方とした。図から明らかなように、本実施例の
支持体であるフォルムバー薄膜を使用することにより検
出限界が向上し、従来よりも高感度の分析が可能となっ
た。一方、プロトンの100nA、2時間照射において
も、本実施例のフォルムバー薄膜は分解せず、PIXE
法等のX線をプローブとする分析法に用いられる薄膜測
定試料の支持体として優れていることが判明した。
バー薄膜を使用して、PIXE法用生物試料の薄膜測定
試料調製法の一例を示したブロック図である。本実施例
の調製法により調製した数種の生物試料の薄膜測定試料
を、PIXE分析した結果を表4に示した。分析結果
は、他の分析法による定量値と一致し、本実施例の薄膜
試料調製法によって調製した薄膜測定試料を使用するこ
とによりPIXE分析が可能となることが分かった。
素を試料の支持体であるフォルムバー薄膜に添加する薄
膜測定試料の調製法の一例を図示したものである。ここ
では、スカンジウム、クロム、コバルト、銅の元素量と
して、それぞれ3.8〜14.3μg/ccのアセチル
アセトン化合物を含む0.5%フォルムバーのテトラヒ
ドロフラン溶液を調製した。この溶液の1ccを、直径
3.5cmのテフロンビーカ内の50%ショ糖水溶液上
に展開し、膜厚が10μg/cm2の薄膜測定試料を調
製した。この薄膜測定試料中に含まれるスカンジウム、
クロム、コバルト、銅の元素量は、計算上9.41〜2
9.7ng/cm2とした。図7は、本実施例であるス
カンジウム、クロム、コバルト、銅をドープした薄膜測
定試料のPIXEスペクトルを示す。図に示すごとく、
フォルムバー薄膜内に添加した全元素の特性X線ピーク
が見られた。また、これより求めた金属元素1ng/c
m2/μCあたりの特性X線のカウント数は、測定系の
効率と特性X線の発生断面積から求めた計算値と一致し
た。したがって、本実施例の薄膜測定試料の調製法を用
いることにより、薄膜測定試料中に定量的に元素を添加
することが可能であること、また調製した薄膜測定試料
を使用してPIXE分析が行えることが可能となること
が分かった。
測定試料は、ケイ光X線分析法、全反射ケイ光X線分析
法、PIXE法等のX線をプローブとする分析法におい
て、自己保持型の極薄の薄膜測定試料の調製が困難とさ
れる標準試料または分析試料の薄膜測定試料の調製を可
能とし、膜厚が極めて薄く、不純物を含有せず、かつ機
械的・熱的・電気的強度等の高い高性能で高感度の分析
用薄膜測定試料を簡便な方法で容易に作製することがで
きる。また、本発明の応用範囲として、生物・医学用試
料、あるいは環境汚染試料等の標準試料あるいは分析試
料として好適に用いることができる。
する分析用薄膜測定試料の構成を示す模式図。
持体として用いられるフォルムバー薄膜の調製法の一例
を示す工程図。
のPIXEスペクトル図および従来のPIXE分析にお
いて用いられるマイラー膜のスペクトル図。
を使用した場合のPIXE法の検出限界を示す図および
従来のPIXE分析において用いられるマイラー膜の検
出限界を示す図。
を用いて生物試料用薄膜測定試料を調製する方法の一例
を示すブロック図。
中に定量を目的とした元素を添加して薄膜測定試料を調
製する方法の一例を示すブロック図。
中に数種の元素を添加した薄膜測定試料のPIXEスペ
クトルを示す図。
Claims (6)
- 【請求項1】X線をプローブとする分析法に用いられる
薄膜測定試料であって、自己保持型の薄膜測定試料であ
る標準試料もしくは分析試料の支持体として、 膜厚を
20μg/cm2以下に調製したポリビニルホルマール
薄膜すなわちフォルムバー薄膜を用いて構成したことを
特徴とするX線をプローブとする分析法用薄膜測定試
料。 - 【請求項2】X線をプローブとする分析法に用いられる
薄膜測定試料を調製する方法において、請求項1記載の
薄膜測定試料の支持体であるフォルムバー薄膜上に、内
部に標準元素を添加した後、均一な懸濁液とした標準試
料もしくは分析試料を滴下して乾燥する工程を少なくと
も含むことを特徴とするX線をプローブとする分析法用
薄膜測定試料調製法。 - 【請求項3】X線をプローブとする分析法に用いられる
薄膜測定試料を調製する方法において、請求項1記載の
薄膜測定試料の支持体であるフォルムバー薄膜の調製法
は、標準試料もしくは分析試料から化学的分離操作によ
り分離もしくは濃縮した定量を目的とする元素を添加し
て調製したフォルムバー溶液を用い、該フォルムバー溶
液により定量を目的とした元素を所定量含有する薄膜測
定試料を調製する工程を少なくとも含むことを特徴とす
るX線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法。 - 【請求項4】X線をプローブとする分析法に用いられる
薄膜測定試料を調製する方法において、請求項1、請求
項2または請求項3記載の薄膜測定試料の支持体である
フォルムバー薄膜の調製法は、フォルムバーのテトラヒ
ドロフラン溶液を、ショ糖に代表される糖類の水溶液上
に滴下して展開させ、フォルムバーの溶媒であるテトラ
ヒドロフランを蒸発させることにより、上記糖類の水溶
液面上に生成させたフォルムバー薄膜を、薄膜測定試料
ホルダで掬い取り、水洗後、乾燥させる工程を少なくと
も含むことを特徴とするX線をプローブとする分析法用
薄膜測定試料調製法。 - 【請求項5】請求項4記載のフォルムバー薄膜の調製法
において、フォルムバーのテトラヒドロフラン溶液の濃
度が5.0%以下であり、ショ糖水溶液の濃度が40%
以上、密度が1.18gcm~3以上の条件下でフォルム
バー薄膜を調製する工程を少なくとも含むことを特徴と
するX線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製
法。 - 【請求項6】請求項3記載の薄膜測定試料の支持体であ
るフォルムバー薄膜の調製法において、フォルムバー溶
液に添加する元素はキレート錯体であることを特徴とす
るX線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4121774A JP3063934B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | X線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄膜測定試料 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP4121774A JP3063934B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | X線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄膜測定試料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05312698A JPH05312698A (ja) | 1993-11-22 |
JP3063934B2 true JP3063934B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=14819558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4121774A Expired - Lifetime JP3063934B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | X線をプローブとする分析法用薄膜測定試料調製法および当該方法により調製された薄膜測定試料 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (6)
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JP4522739B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-11 | 株式会社堀場製作所 | 液体試料の濃縮方法及び濃縮用保持台とそれを用いた微量元素分析方法 |
US7474730B2 (en) | 2006-10-17 | 2009-01-06 | Oxford Instruments Analytical Oy | Compensation for fluctuations over time in the radiation characteristics of the X-ray source in an XRF analyser |
JP2010133721A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Renesas Electronics Corp | 元素量測定方法 |
CN103278361B (zh) * | 2013-05-16 | 2015-06-17 | 青岛科技大学 | 一种聚合物薄膜的低温包埋方法 |
CN115235861A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-10-25 | 胜科纳米(苏州)股份有限公司 | 一种用于飞行时间二次离子质谱分析的超薄有机膜层的制样及分析方法 |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4121774A patent/JP3063934B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05312698A (ja) | 1993-11-22 |
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