JP3136567B2 - 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

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JP3136567B2
JP3136567B2 JP04043101A JP4310192A JP3136567B2 JP 3136567 B2 JP3136567 B2 JP 3136567B2 JP 04043101 A JP04043101 A JP 04043101A JP 4310192 A JP4310192 A JP 4310192A JP 3136567 B2 JP3136567 B2 JP 3136567B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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―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利用して試料中
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
析計(以下、「ICP−MS」という)に係わり、特
に、ノズルとスキマーからなるインターフェイスで発生
し被測定元素を測定するうえで妨害となる酸化物イオン
のスペクトルを低減させたICP−MSに関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、ICP−MS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―チ1の外室
1bと最外室1cにガス調節器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―ザ光源5から照射され
たレ―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。
【0003】尚、液体試料の場合には、レ―ザ光源5が
除去されると共に試料導入装置4内に収容された液体試
料が図示しないネブライザで霧化されてのちプラズマト
ーチ1の内室1aに導入される。また、試料は固体試料
であるよりも液体試料であることが多い。
【0004】一方、プラズマト―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。
【0005】また、ノズル8とスキマ―9に挟まれたフ
ォアチェンバ―11内は、真空ポンプ12によって吸引
されている。また、センタ―チェンバ―13内には、イ
オンレンズ系14a,14bが設けられると共に、該セ
ンタ―チェンバ―13の内部は第1油拡散ポンプ15に
よって吸引され、四重極マスフィルタ16を収容してい
るリアチェンバ―17内は第2油拡散ポンプ18によっ
て吸引されている。
【0006】この状態で、高周波誘導結合プラズマ7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―9を経由してのち引出しイオンレンズ系
14a,14bの間を通って収束され、四重極マスフィ
ルタ16に導入される。
【0007】このようにして四重極マスフィルタ16に
入ったイオンのうち目的の質量電荷比のイオンだけが、
四重極マスフィルタ16を通過し二次電子増倍管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。図3は従来例の要部
構成説明図であり、図中、21はプラズマ7’,7”が
ノズル8の壁面に接する部分に形成されている低温の境
界層である。
【0008】
【発明が解決しようとする問題点】然しながら、上記従
来例においては、ノズル8やスキマー9でなるインター
フェイスで酸化物イオンが発生し、特に、ノズル8の壁
面に接する部分すなわち低温の境界層で酸化物イオンが
発生するという現象が生じていた。このため、ノズル8
の内壁を研磨し低温の境界層21を乱さずに酸化物イオ
ンの低減を図る試みもおこなわれていた。しかし、この
ような試みも低温の境界層21で発生する酸化物イオン
のスペクトルが被測定元素の測定を妨害する現象を十分
軽減させることができなかった。
【0009】本発明はかかる従来例の欠点などに鑑みて
なされたものであり、その目的は、低温の境界層で発生
する酸化物イオンのスペクトルが被測定元素の測定を妨
害する現象を軽減させることができるICP−MSを提
供することにある。
【0010】
【問題点を解決するための手段】本発明は、高周波誘導
結合プラズマで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くようにし
高周波誘導結合プラズマ質量分析計において、前記イ
ンターフェイスを構成するノズルの内壁は、このノズル
の先端部の内壁面に形成された円弧角θ1からなる一段
目の傾斜部と、この円弧角θ1より大で前記一段目の傾
斜部に続いて形成された円弧角θ2からなる2段目の傾
斜部を有し、前記スキマーの先端を前記円弧角θ1を構
成する傾斜部より後方に位置させることにより、前記ノ
ズルの内壁の境界層で発生した酸化物イオンの前記スキ
マーへの侵入を軽減するように構成したものである。
【0011】
【作用】本発明は次のように作用する。即ち、ノズルの
壁面が接する部分に形成される低温の境界層はノズルの
壁面に沿っているが、このノズルの内壁は先端が円弧角
θ1からなる1段目の角度と、この円弧角θ1より大き
な円弧角θ2を有する2段目の角度で形成された傾斜部
を有している。そのため、低温の境界層はスキマーの孔
から外れた方向へ広がることになる。また、スキマーの
先端を円弧角θ1の傾斜部より後方に位置させているの
で、低温の境界層で発生した酸化物イオンがスキマーに
入りにくくなっている。従って、酸化物イオンのスペク
トルによって妨害される被測定元素の検出限界が改善さ
れる。この結果、酸化物イオンのスペクトルが被測定元
素の測定を妨害する現象を軽減させることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて詳
細に説明する。図1は本発明実施例の要部構成説明図で
あり、図中、21はプラズマがノズル8の壁面が接する
部分に形成される低温の境界層、θ1はノズル8の先端
部8aの傾斜と先端部8a’の傾斜がなす円弧角、θ2
はノズル8の内壁面8bと内壁面8b’がなす円弧角で
ある。
【0013】この図が示すように、ノズル8の内壁はノ
ズル8の先端部8a,8a’の傾斜がなす円弧角θ1
構成される1段目の角度と、ノズル8の内壁面8b,8
b’がなす円弧角θ2で構成される2段目の角度とを有
している。
【0014】また、ノズル8は、図3のプラズマ7’に
隣接する前方面と、図3のプラズマ7”に隣接する後方
面と、該前方面と後方面とを結合し且つ図3のプラズマ
7’からのイオンが通過する孔(プラズマ7’,7”は
図1では省略してある)とを有する中空円錐形となって
いる。該前方面を含む角度と後方面を含む角度は異なっ
ており、中空円錐形ノズル8の壁の厚みはイオンが通過
する孔の近辺で薄くなっている。尚、ノズル8の先端部
8a,8a’の傾斜がなす円弧角θ1は、例えば60゜
〜80゜であり、ノズル8の内壁面8b,8b’がなす
円弧角θ2は、例えば100゜〜160゜である。
【0015】このような要部構成からなる本発明の実施
例において、低温の境界層21はノズル8の壁面に沿っ
ており、スキマー9の孔から外れた方向へ広がってい
る。このため、低温の境界層21で発生した酸化物イオ
ンがスキマー9に入りにくくなっている。従って、低温
の境界層21で発生する酸化物イオンのスペクトルの強
度が減少し、該酸化物イオンのスペクトルによって妨害
される被測定元素の検出限界が改善される。
【0016】この結果、酸化物イオンのスペクトルが被
測定元素の測定を妨害する現象を軽減させることができ
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、例えば試料導入部等を図2と異
なる構造にしてもよいものとする。
【0017】
【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、低温の境界層で発生する酸化物イオンのスペクトル
強度が減少し、その結果、低温の境界層で発生する酸化
物イオンのスペクトルが被測定元素の測定を妨害する現
象を軽減させることができるICP−MSが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の要部構成説明図である。
【図2】ICP−MSの一般的な構成説明図である。
【図3】従来例の要部構成説明図である。
【符号の説明】
7,7’ プラズマ 8 ノズル 8a,8a’ ノズルの先端部 8b,8b’ ノズルの内壁面 9 スキマー 21 低温の境界層 θ12 円弧角

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波誘導結合プラズマで生じたイオンを
    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
    量分析計に導くようにした高周波誘導結合プラズマ質量
    分析計において、前記インターフェイスを構成するノズ
    ルの内壁は、このノズルの先端部の内壁面に形成された
    円弧角θ1からなる一段目の傾斜部と、この円弧角θ1
    より大で前記一段目の傾斜部に続いて形成された円弧角
    θ2からなる2段目の傾斜部を有し、前記スキマーの先
    端を前記円弧角θ1を構成する傾斜部より後方に位置さ
    せることにより、前記ノズルの内壁の境界層で発生した
    酸化物イオンの前記スキマーへの侵入を軽減するように
    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。
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