JP3876839B2 - Nebulizer chip and high frequency inductively coupled plasma spectrometer using the same - Google Patents

Nebulizer chip and high frequency inductively coupled plasma spectrometer using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は分析化学の分野に関し、特に最近のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により実現できるμTAS(Micro Total Analysis Systems)分野に属する液体試料霧化用ネブライザーと、それを用いた高周波誘導結合プラズマ(ICP)分光分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のICP用ネブライザーの一般的なものとしては、霧化のためのガスを試料を囲むように流して霧化する構造(気送型)がある(特許文献1参照。)。気送型ネブライザーでは、試料導入用キャピラリーを介して、キャリアガス(通常、アルゴンガス)によって霧吹きの原理で試料溶液を吸引し、霧化室内に噴霧して霧化する。霧化された試料はプラズマトーチヘ送られ、そこで励起されて発光する。霧化室に導入された試料のうち、霧化されなかった液体はドレインへ排出される。
【0003】
気送型の霧化装置は、分析中はアルゴンガスなどのキャリアガスを流し続ける必要があるため、ガス消費量が大きいという問題がある。
そこで、霧化のためのキャリアガスを使用しない方式のネブライザーとして、超音波を利用して試料を霧化させる超音波ネブライザーが開発されている(特許文献2参照。)。
【0004】
超音波ネブライザーでは、超音波振動子に高周波電圧を印加することにより超音波を発生させ、その振動によって、キャピラリーから噴出される試料液体を霧化する。超音波振動子に試料液体を直接吹き付けると振動子の電極が腐蝕してしまうため、振動子の表面側にガラス板を固着し、そのガラス板の表面で霧化するようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−43304号公報
【特許文献2】
特許第2739533号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
超音波ネブライザーでは、気送型に比べて効率的に試料をプラズマ部に送ることができるが、機構が複雑であり、製造コストが高くなる。
本発明の第1の目的は、超音波ネブライザー機構を簡略にして製造コストを低下させることである。
本発明の第2の目的は、そのような改良された超音波ネブライザーを備えたICP分光分析装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の目的を達成するための本発明のネブライザは、ネブライザーチップとして構成され、試料導入を行うための試料用液溜め、開口の底部にダイアフラムを備えたネブライザー部及び前記液溜めとネブライザー部の間を接続する流路が一体化されたチップ部材と、このチップ部材で前記ネブライザー部の裏面に取り付けられ前記ダイアフラムに液体を霧化する超音波振動を与える超音波振動子とを備えている。
【0008】
試料用液溜めに入れられた試料は流路を通ってネブライザー部のダイアフラム上に達する。ダイアフラムは裏面の超音波振動子によって超音波振動しており、試料はその超音波振動により霧化される。
【0009】
本発明のネブライザーは試料用液溜め、ネブライザー部及び流路を一体として備えたチップ部材に超音波振動子を取り付けた簡単な構造であるため、MEMS技術によって作製することができ、低価格で品質の揃った製品が実現可能である。
【0010】
また、いずれの方式のネブライザーも、従来のものは試料導入部と霧化部は独立した構造となっており、試料が微量である場合には試料導入部から霧化部に至る流路での試料の損失が大きく、有効な分析は困難であった。しかし、本発明のネブライザーは、MEMS技術を用いた集積化ネブライザーとして製作することができるので、その場合には流路の容量を小さくすることができ、試料の無駄を少なくして微量試料であっても効率良く霧化を行うことができるようになる。
【0011】
試料用液溜めのみがネブライザー部に接続されている態様の場合には、試料用液溜めに供給された試料がそのまま霧化されるので、試料に所定の反応を行なわせるというような前処理を施す必要があるときは、前処理を施した後の試料を試料用液溜めに供給することになる。
【0012】
本発明のネブライザーの他の態様として、そのような前処理を試料用液溜めに試料を供給してから後に流路内で行なわせるようにすることもできる。そのような態様のネブライザーとして、前記チップ部材は試料用液溜めのほかに試料を前処理するための前処理液用液溜めをさらに一体として備え、前記流路は試料用液溜めに延びる流路部と、前処理液用液溜めに延びる流路部と、これら両流路部の合流点からネブライザー部に延びる流路部とを含んでいる構造になっているものを挙げることができる。
【0013】
第2の目的を達成するために、本発明は、ネブライザーと、ネブライザーにより霧化された試料をプラズマにより発光させるICP装置と、ICP装置からの発光を受光し分光して検出する分光器とを備えたICP分光分析装置において、ネブライザーとして本発明のネブライザ−チップを用いる。
【0014】
【発明の実施の形態】
一実施例のネブライザーチップの構成図を図1に示す。(A)は斜視図、(B)は(A)の図における流路に沿った断面図である。ガラス基板2と10が接合して一体化されており、両基板2,10の接合面にはガラス基板2側に流路4が形成されている。ガラス基板2,10としては、特に限定されるものではないが、例えば合成石英基板を使用することができる。流路4の一端部には試料導入を行うための試料用液溜め8が形成され、流路4の他端側にはネブライザー部となる開口6が形成されている。開口6と8はガラス基板2を貫通する孔として形成され、ガラス基板2の表面側で開口部が広がるような漏斗状に形成されている。
【0015】
ガラス基板10はダイアフラムとなる基板であり、厚さ0.1〜0.5mmが適当である。ガラス基板10の裏面側には、ネブライザー部6の位置に超音波振動子が取り付けられており、その部分のガラス基板10がダイアフラム10aとなる。超音波振動子はガラス基板10に形成された薄膜電極12、その上に形成された圧電材料薄膜14、更にその上に形成された薄膜電極16から構成されている。
【0016】
圧電材料薄膜14の材質は特に限定されるものではないが、PZT(ジルコン酸チタン酸鉛)などを用いることができ、電極12,16の材質も特に限定されるものではないが、Pt/Ti積層膜(Ti層が下層側で、その上にPt層を積層したもの。以下でも同じ。)などを用いることができる。
【0017】
この超音波振動子は電極12と16の間に高周波電圧を印加することにより、超音波振動し、その振動がダイアフラム10aを介してネブライザー部6内の液体に伝えられる。
【0018】
流路4は幅が20〜200μm、高さが20〜100μm、長さが0.5〜20mmの微小なものであり、液溜め8及びネブライザー部6の底部の面積も微小なものである。
【0019】
図2はこのネブライザーチップを用いたICP分光分析装置の一実施例を概略的に表したものである。このネブライザーチップのネブライザー部6の開口部にプラズマトーチ20が取り付けられている。プラズマトーチ20は高周波誘導コイル22を備え、高周波誘導コイル22には高周波電源から高周波電圧が印加される。
【0020】
プラズマトーチ20でプラズマにより発光した光を分光して検出するために、プラズマトーチ20には分光器28が接続されている。26はプラズマトーチ20で発生した発光であり、分光器28に導かれて検出される。分光器28は、発光26を取り入れる入口スリット30と、取り入れた光を分光する凹面回折格子32と、凹面回折格子32で分光された光を検出する検出器としてのフォトダイオードアレイ34を備えて、分光した光を所定の範囲にわたって同時に検出するポリクロメータを構成している。
【0021】
図2の実施例では、液溜め8に試料溶液を入れると、試料溶液は流路4を通ってネブライザー部6に導かれる。ネブライザー部6では圧電材料薄膜14からなる超音波振動子により超音波振動がダイアフラム10aに与えられ、その超音波振動が試料溶液に伝えられて試料溶液が霧化する。霧化した試料の蒸気はプラズマトーチ20に導かれて高周波誘導コイル22によりプラズマ発光し、分光器28により分光されて検出される。
【0022】
図3はネブライザーチップの他の実施例を示したものである。この実施例は前処理液用の液溜めを備えており、試料が前処理液と混合されてネブライザー部に導かれることにより、試料に前処理が施された後に検出されるようになっている。
【0023】
図3のネブライザーチップでは、チップがガラス基板2と10を接合したものからなりガラス基板10の裏面に超音波振動子を備えている点では図1の実施例と同じであるが、液溜めが試料用液溜め8sと前処理液用の液溜め8pの2つが設けられている点で異なっている。それに伴い流路も液溜め8sに延びる流路部4sと、前処理液用液溜め8pに延びる流路部4pとを備え、流路部の合流点からネブライザー部に流路部4rが延びている。流路部4rは試料が前処理液と混合され反応が行なわれるための反応流路である。
【0024】
図3のネブライザーチップも図2に示されたようにプラズマトーチと分光器に組み合わされ、ICP分光分析装置として利用される。その動作も図2に示されたものと同様である。
【0025】
図1の実施例のネブライザーチップの作製方法について図4に従って説明するが、図3の実施例のネブライザーチップの作製方法も同様である。
(1)まず、ガラス基板2上にエッチング保護膜となる金属膜40、例えばクロム膜を蒸着法やスパッタ法などの手段により成膜する。
【0026】
(2)次に、エッチング保護膜40をバターニングするためにフォトリソグラフイーを行う。フォトリソグラフイーに用いるのは、通常、半導体プロセスで用いられるフォトレジストであり、所望のパターンを得るために流路となる形状の開口パターンをもつフォトマスクを用いてフォトレジストを露光装置で露光し、その後、フォトレジストを現像装置で現像してフォトレジストパターン42を得る。フォトレジストはポジ型でもネガ型でもよい。
【0027】
(3)流路となる形状の開口パターンをもつ所望形状にバターニングされたフォトレジストパターン42をマスクとして、金属膜40のエッチングを行う。金属膜40がクロム膜の場合、市販のエッチング液を用いて室温でエッチングを行うことが可能である。これにより、ガラス基板2をエッチングしたい部分のみの金属膜40が除去された金属膜パターン40が得られる。
【0028】
(4)工程(3)で得られた金属膜パターン40をマスクとして、ガラスエッチングを行い、ガラス基板2に流路となる溝を形成する。ガラス基板2のエッチング手段としては、フッ酸などの溶液を用いたウエットエッチング方法や、プラズマを用いたドライエッチング方法を用いることができる。
【0029】
(5)これまでの加工面と反対側から、超音波加工又はサンドブラスト加工などの方法で、流路となる溝の両端部に貫通穴6,8を形成する。この穴6,8は試料を霧化させるネブライザー部用ポート、試料導入用のポート(液溜め)となる。
【0030】
(6)次に、他のガラス基板10上に電極となる金属膜(例えばPt/Ti積層膜)12を成膜し、その上に工程(2)と同様にフォトリソグラフイーにより薄膜電極形状のフォトレジストパターンを形成する。
【0031】
(7)そのフォトレジストパターンをマスクとして金属膜12をエッチングしてパターニングし、第1の電極12を形成する。
【0032】
(8)第1の電極12上に圧電材料薄膜14、例えばPZT薄膜、を形成し、その上に工程(2)と同様にフォトリソグラフイーにより振動部形状のフォトレジストパターンを形成する。
【0033】
(9)そのフォトレジストパターンをマスクとしてイオンミリングなどの方法により、不要なPZT薄膜14を除去し、振動部の圧電素子を形成する。
【0034】
(10)振動部のPZT薄膜14側の基板上に第2の電極となる金属膜(例えばPT/Ti積層膜)16を成膜し、その上に工程(2)と同様にフォトリソグラフイーにより第2の電極形状のフォトレジストパターンを形成する。
【0035】
(11)そのフォトレジストパターンをマスクとして金属膜16のエッチングを行い、第2の電極を形成する。
【0036】
(12)作製した2枚のガラス板2,10を、ガラス板2の流路となる溝が内側となり、ガラス板10上の超音波振動素子が裏面側になるように、融着などの方法により接合する。
【0037】
【発明の効果】
本発明のネブライザ−チップは、チップ部材に試料用液溜め、開口の底部にダイアフラムを備えたネブライザー部及びそれらの間を接続する流路を一体化して設け、ネブライザー部の裏面に超音波振動子を設けたので、構造が簡単になり、MEMS技術によって作製することができるため、ネブライザー単体としても低価格で品質の揃った製品が実現可能である。
また、このネブライザ−チップをバルブやポンプなどの流体素子と組み合わせるることも可能であり、高機能分析装置を実現することもできる。
このネブライザ−チップを用いた本発明のICP分光分析装置は、ネブライザ−チップをMEMS技術によって作製することができるため、微量試料を効率良く霧化することができるようになり、微量試料の高感度分析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のネブライザーチップを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は(A)における流路に沿った断面図である。
【図2】同実施例のネブライザーチップを用いたICP分光分析装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図3】他の実施例のネブライザーチップを示す斜視図である。
【図4】図1の実施例のネブライザーチップを製造する方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
2,10 ガラス基板
4 流路
6 ネブライザー部
8 試料用液溜め
10a ダイアフラム
12,16 薄膜電極
14 圧電材料薄膜
20 プラズマトーチ
28 分光器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the field of analytical chemistry, and in particular, a nebulizer for atomizing a liquid sample belonging to the field of μTAS (Micro Total Analysis Systems) that can be realized by the recent MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and a high-frequency inductively coupled plasma ( ICP) relates to a spectroscopic analyzer.
[0002]
[Prior art]
As a general type of conventional nebulizer for ICP, there is a structure (air feeding type) in which a gas for atomization is flowed so as to surround a sample (refer to Patent Document 1). In the pneumatic nebulizer, a sample solution is sucked by a carrier gas (usually argon gas) through a sample introduction capillary on the principle of atomization and sprayed into an atomization chamber to be atomized. The atomized sample is sent to a plasma torch where it is excited and emits light. Of the sample introduced into the atomization chamber, the liquid that has not been atomized is discharged to the drain.
[0003]
The pneumatic atomizer has a problem that the gas consumption is large because it is necessary to continuously flow a carrier gas such as argon gas during the analysis.
Therefore, an ultrasonic nebulizer that atomizes a sample using ultrasonic waves has been developed as a nebulizer that does not use a carrier gas for atomization (see Patent Document 2).
[0004]
In the ultrasonic nebulizer, an ultrasonic wave is generated by applying a high-frequency voltage to an ultrasonic vibrator, and the sample liquid ejected from the capillary is atomized by the vibration. When the sample liquid is sprayed directly on the ultrasonic vibrator, the electrodes of the vibrator are corroded, so that a glass plate is fixed on the surface side of the vibrator and atomized on the surface of the glass plate.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-43304 [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2739533 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the ultrasonic nebulizer, the sample can be efficiently sent to the plasma part as compared with the pneumatic type, but the mechanism is complicated and the manufacturing cost increases.
The first object of the present invention is to simplify the ultrasonic nebulizer mechanism and reduce the manufacturing cost.
A second object of the present invention is to provide an ICP spectroscopic analysis apparatus equipped with such an improved ultrasonic nebulizer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A nebulizer of the present invention for achieving the first object is configured as a nebulizer chip, a sample liquid reservoir for introducing a sample, a nebulizer portion having a diaphragm at the bottom of an opening, and the liquid reservoir and the nebulizer portion. A chip member integrated with a flow path for connecting between them, and an ultrasonic transducer that is attached to the back surface of the nebulizer with the chip member and applies ultrasonic vibration to atomize the liquid to the diaphragm.
[0008]
The sample placed in the sample reservoir reaches the diaphragm of the nebulizer section through the flow path. The diaphragm is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibrator on the back surface, and the sample is atomized by the ultrasonic vibration.
[0009]
The nebulizer according to the present invention has a simple structure in which an ultrasonic vibrator is attached to a chip member that is provided with a sample liquid reservoir, a nebulizer section and a flow path as one body. It is possible to achieve a product with
[0010]
In addition, any type of nebulizer has a structure in which the sample introduction part and the atomization part are independent of each other, and when the amount of the sample is very small, a flow path from the sample introduction part to the atomization part is used. The loss of the sample was large and effective analysis was difficult. However, since the nebulizer of the present invention can be manufactured as an integrated nebulizer using the MEMS technology, the capacity of the flow path can be reduced in that case, and the sample waste can be reduced to reduce the amount of sample. However, atomization can be performed efficiently.
[0011]
In the case where only the sample reservoir is connected to the nebulizer section, the sample supplied to the sample reservoir is nebulized as it is, so pretreatment such as causing the sample to perform a predetermined reaction is performed. When it is necessary to apply the sample, the sample after the pretreatment is supplied to the sample reservoir.
[0012]
As another embodiment of the nebulizer of the present invention, such pretreatment can be performed in the flow channel after the sample is supplied to the sample reservoir. As a nebulizer of such an embodiment, the tip member further includes a pretreatment liquid reservoir for pretreating a sample in addition to the sample reservoir, and the flow path extends to the sample reservoir. And a flow path part extending to the pretreatment liquid reservoir, and a flow path part extending from the confluence of both flow path parts to the nebulizer part.
[0013]
In order to achieve the second object, the present invention comprises a nebulizer, an ICP device that emits light from a sample atomized by the nebulizer by plasma, and a spectrometer that receives light from the ICP device and spectrally detects it. In the ICP spectroscopic analyzer provided, the nebulizer chip of the present invention is used as a nebulizer.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The block diagram of the nebulizer chip | tip of one Example is shown in FIG. (A) is a perspective view, (B) is sectional drawing along the flow path in the figure of (A). The glass substrates 2 and 10 are bonded and integrated, and a flow path 4 is formed on the glass substrate 2 side on the bonding surface of both the substrates 2 and 10. Although it does not specifically limit as the glass substrates 2 and 10, For example, a synthetic quartz substrate can be used. A sample reservoir 8 for introducing a sample is formed at one end of the channel 4, and an opening 6 serving as a nebulizer is formed at the other end of the channel 4. The openings 6 and 8 are formed as holes penetrating the glass substrate 2, and are formed in a funnel shape so that the opening is widened on the surface side of the glass substrate 2.
[0015]
The glass substrate 10 is a substrate serving as a diaphragm, and a thickness of 0.1 to 0.5 mm is appropriate. On the back surface side of the glass substrate 10, an ultrasonic vibrator is attached at the position of the nebulizer section 6, and the glass substrate 10 in that portion becomes the diaphragm 10a. The ultrasonic transducer includes a thin film electrode 12 formed on a glass substrate 10, a piezoelectric material thin film 14 formed thereon, and a thin film electrode 16 formed thereon.
[0016]
The material of the piezoelectric material thin film 14 is not particularly limited, but PZT (lead zirconate titanate) or the like can be used, and the material of the electrodes 12 and 16 is not particularly limited, but Pt / Ti A laminated film (Ti layer is on the lower layer side and a Pt layer is laminated thereon. The same applies hereinafter) can also be used.
[0017]
The ultrasonic vibrator is ultrasonically vibrated by applying a high-frequency voltage between the electrodes 12 and 16, and the vibration is transmitted to the liquid in the nebulizer 6 through the diaphragm 10a.
[0018]
The flow path 4 is a minute one having a width of 20 to 200 μm, a height of 20 to 100 μm, and a length of 0.5 to 20 mm, and the areas of the bottoms of the liquid reservoir 8 and the nebulizer part 6 are also minute.
[0019]
FIG. 2 schematically shows an embodiment of an ICP spectroscopic analyzer using this nebulizer chip. A plasma torch 20 is attached to the opening of the nebulizer portion 6 of the nebulizer chip. The plasma torch 20 includes a high frequency induction coil 22 to which a high frequency voltage is applied from a high frequency power source.
[0020]
A spectroscope 28 is connected to the plasma torch 20 in order to spectrally detect light emitted from the plasma by the plasma torch 20. Reference numeral 26 denotes light emission generated by the plasma torch 20, which is guided to the spectroscope 28 and detected. The spectroscope 28 includes an entrance slit 30 for taking in the light emission 26, a concave diffraction grating 32 for dispersing the taken-in light, and a photodiode array 34 as a detector for detecting light dispersed by the concave diffraction grating 32. A polychromator that simultaneously detects the dispersed light over a predetermined range is configured.
[0021]
In the embodiment of FIG. 2, when the sample solution is put into the liquid reservoir 8, the sample solution is guided to the nebulizer section 6 through the flow path 4. In the nebulizer section 6, ultrasonic vibration is applied to the diaphragm 10a by an ultrasonic vibrator made of the piezoelectric material thin film 14, and the ultrasonic vibration is transmitted to the sample solution, so that the sample solution is atomized. The atomized vapor of the sample is guided to the plasma torch 20, emits plasma by the high frequency induction coil 22, and is dispersed and detected by the spectroscope 28.
[0022]
FIG. 3 shows another embodiment of the nebulizer chip. This embodiment is provided with a reservoir for pretreatment liquid, and the sample is mixed with the pretreatment liquid and guided to the nebulizer section, so that the sample is detected after pretreatment. .
[0023]
The nebulizer chip shown in FIG. 3 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 in that the chip is formed by bonding the glass substrates 2 and 10 and an ultrasonic transducer is provided on the back surface of the glass substrate 10. The difference is that a sample reservoir 8s and a pretreatment liquid reservoir 8p are provided. Accordingly, the flow path includes a flow path section 4s extending to the liquid reservoir 8s and a flow path section 4p extending to the pretreatment liquid reservoir 8p. The flow path section 4r extends from the junction of the flow path sections to the nebulizer section. Yes. The flow path portion 4r is a reaction flow path for allowing the sample to be mixed with the pretreatment liquid and for the reaction to occur.
[0024]
The nebulizer chip of FIG. 3 is also combined with a plasma torch and a spectroscope as shown in FIG. 2 and used as an ICP spectroscopic analyzer. The operation is the same as that shown in FIG.
[0025]
The nebulizer chip manufacturing method of the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 4, but the nebulizer chip manufacturing method of the embodiment of FIG. 3 is the same.
(1) First, a metal film 40 serving as an etching protective film, such as a chromium film, is formed on the glass substrate 2 by means such as vapor deposition or sputtering.
[0026]
(2) Next, photolithography is performed to pattern the etching protective film 40. Photolithographies are usually used in semiconductor processes. Photoresist is exposed with an exposure device using a photomask with an opening pattern that forms a flow path to obtain a desired pattern. Thereafter, the photoresist is developed with a developing device to obtain a photoresist pattern 42. The photoresist may be positive or negative.
[0027]
(3) The metal film 40 is etched using the photoresist pattern 42 patterned into a desired shape having an opening pattern in the shape of a flow path as a mask. When the metal film 40 is a chromium film, it is possible to perform etching at room temperature using a commercially available etchant. Thereby, the metal film pattern 40 from which only the portion of the glass substrate 2 where the glass substrate 2 is desired to be etched is removed is obtained.
[0028]
(4) Glass etching is performed using the metal film pattern 40 obtained in the step (3) as a mask to form a groove serving as a flow path in the glass substrate 2. As an etching means for the glass substrate 2, a wet etching method using a solution such as hydrofluoric acid or a dry etching method using plasma can be used.
[0029]
(5) The through holes 6 and 8 are formed at both ends of the groove serving as the flow path by a method such as ultrasonic processing or sandblasting from the opposite side to the processing surface so far. The holes 6 and 8 serve as a nebulizer port for atomizing the sample and a sample introduction port (liquid reservoir).
[0030]
(6) Next, a metal film (for example, a Pt / Ti laminated film) 12 serving as an electrode is formed on another glass substrate 10, and a thin film electrode shape is formed thereon by photolithography as in the step (2). A photoresist pattern is formed.
[0031]
(7) Using the photoresist pattern as a mask, the metal film 12 is etched and patterned to form the first electrode 12.
[0032]
(8) A piezoelectric material thin film 14, for example, a PZT thin film, is formed on the first electrode 12, and a photoresist pattern having a vibrating portion shape is formed thereon by photolithography in the same manner as in the step (2).
[0033]
(9) Unnecessary PZT thin film 14 is removed by a method such as ion milling using the photoresist pattern as a mask to form a piezoelectric element of the vibrating portion.
[0034]
(10) A metal film (for example, a PT / Ti laminated film) 16 serving as a second electrode is formed on the substrate on the PZT thin film 14 side of the vibration part, and then by photolithography in the same manner as in the step (2). A photoresist pattern having a second electrode shape is formed.
[0035]
(11) The metal film 16 is etched using the photoresist pattern as a mask to form a second electrode.
[0036]
(12) A method such as fusing the produced two glass plates 2 and 10 so that a groove serving as a flow path of the glass plate 2 is on the inner side and the ultrasonic vibration element on the glass plate 10 is on the back surface side. To join.
[0037]
【The invention's effect】
The nebulizer chip of the present invention is provided with a sample liquid reservoir on a chip member, a nebulizer part provided with a diaphragm at the bottom of the opening, and a flow path connecting them, and an ultrasonic transducer on the back surface of the nebulizer part Since the structure is simple and can be manufactured by MEMS technology, it is possible to realize a low-priced and quality product as a single nebulizer.
Further, this nebulizer chip can be combined with a fluid element such as a valve or a pump, and a high-function analyzer can be realized.
The ICP spectroscopic analysis apparatus of the present invention using this nebulizer chip can produce a nebulizer chip by MEMS technology, so that it is possible to efficiently atomize a small amount of sample, and high sensitivity of a small amount of sample. Analysis becomes possible.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a nebulizer chip according to an embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a flow path in FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an ICP spectroscopic analyzer using the nebulizer chip of the example.
FIG. 3 is a perspective view showing a nebulizer chip according to another embodiment.
4 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the nebulizer chip of the embodiment of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
2,10 Glass substrate 4 Flow path 6 Nebulizer portion 8 Sample reservoir 10a Diaphragm 12, 16 Thin film electrode 14 Piezoelectric material thin film 20 Plasma torch 28 Spectrometer

Claims (3)

試料導入を行うための試料用液溜め、開口の底部にダイアフラムを備えたネブライザー部及び前記液溜めとネブライザー部の間を接続する流路が一体化されたチップ部材と、
前記チップ部材で前記ネブライザー部の裏面に取り付けられ前記ダイアフラムに液体を霧化する超音波振動を与える超音波振動子とを備えたことを特徴とするネブライザーチップ。
A sample liquid reservoir for performing sample introduction, a nebulizer portion provided with a diaphragm at the bottom of the opening, and a chip member integrated with a flow path connecting the liquid reservoir and the nebulizer portion;
The nebulizer chip | tip provided with the ultrasonic transducer | vibrator attached to the back surface of the said nebulizer part with the said chip member, and providing the ultrasonic vibration which atomizes a liquid to the said diaphragm.
前記チップ部材は前記試料用液溜めのほかに試料を前処理するための前処理液用液溜めをさらに一体として備え、前記流路は前記試料用液溜めに延びる流路部と、前記前処理液用液溜めに延びる流路部と、これら両流路部の合流点から前記ネブライザー部に延びる流路部とを含んでいる請求項1に記載のネブライザ−チップ。In addition to the sample reservoir, the tip member further includes a pretreatment liquid reservoir for preprocessing the sample, and the channel includes a channel portion extending to the sample reservoir, and the pretreatment 2. The nebulizer chip according to claim 1, comprising a flow path portion extending to the liquid reservoir and a flow path portion extending from the merging point of both flow path portions to the nebulizer portion. ネブライザーと、前記ネブライザーにより霧化された試料をプラズマにより発光させる高周波誘導結合プラズマ装置と、前記高周波誘導結合プラズマ装置からの発光を受光し分光して検出する分光器とを備えた高周波誘導結合プラズマ分光分析装置において、
前記ネブライザーとして請求項1又は2に記載のネブライザ−チップを用いたことを特徴とする高周波誘導結合プラズマ分光分析装置。
A high frequency inductively coupled plasma comprising: a nebulizer; a high frequency inductively coupled plasma device that emits light from the sample atomized by the nebulizer by plasma; and a spectrometer that receives light from the high frequency inductively coupled plasma device and spectrally detects the light. In the spectroscopic analyzer,
3. A high frequency inductively coupled plasma spectroscopic analyzer using the nebulizer chip according to claim 1 or 2 as the nebulizer.
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