JPH0843310A - Inductively coupled plasma/mass spectrometer - Google Patents
Inductively coupled plasma/mass spectrometerInfo
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- JPH0843310A JPH0843310A JP17713594A JP17713594A JPH0843310A JP H0843310 A JPH0843310 A JP H0843310A JP 17713594 A JP17713594 A JP 17713594A JP 17713594 A JP17713594 A JP 17713594A JP H0843310 A JPH0843310 A JP H0843310A
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- plasma
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- sampling orifice
- ion
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼や半導体中の不純
物の分析あるいは水中の重金属の測定等環境分析に広く
利用される誘導結合プラズマ/質量分析計(以下、IC
P/MSという)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductively coupled plasma / mass spectrometer (hereinafter referred to as IC) widely used for environmental analysis such as analysis of impurities in steel and semiconductors or measurement of heavy metals in water.
P / MS).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のICP/MSにおいては、ネブラ
イザ1で霧化された分析対象の溶液試料Sは、誘導結合
プラズマトーチ2により生成されたプラズマ3中に導入
されてイオン化され、真空度の差により、トーチ2側か
らサンプリングオリフィス4及びスキマー5を通過しイ
オンレンズ6により収束されて、質量分析計7へ導かれ
質量分析される(図2参照)。2. Description of the Related Art In a conventional ICP / MS, a solution sample S to be analyzed which has been atomized by a nebulizer 1 is introduced into a plasma 3 generated by an inductively coupled plasma torch 2 and ionized, so that a vacuum degree of Due to the difference, it passes through the sampling orifice 4 and the skimmer 5 from the torch 2 side, is converged by the ion lens 6, and is guided to the mass spectrometer 7 for mass analysis (see FIG. 2).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のICP
/MSにあっては、イオンがサンプリングオリフィス4
及びスキマー5を通過する際、通常、サンプリングオリ
フィス4の径が1mm前後と小さく、加えて、イオン化
したイオンと電子の再結合によるイオンの損失が少なく
ないので、イオンの透過効率がきわめて低い。従って、
特に、現在ICP/MSで重要とされている微量分析に
おいては十分な検出感度が得られないという問題があっ
た。However, the conventional ICP
In MS / MS, the ion is sampling orifice 4
When passing through the skimmer 5, the diameter of the sampling orifice 4 is usually as small as about 1 mm, and the ion loss due to recombination of ionized ions and electrons is not small, so that the ion transmission efficiency is extremely low. Therefore,
In particular, there has been a problem that sufficient detection sensitivity cannot be obtained in trace analysis, which is currently important in ICP / MS.
【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、イオンと電子との再結合によるイオンの損失を防い
で、サンプリングオリフィスを透過するイオンの効率を
高めて検出感度の向上を図ったICP/MSを提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and prevents loss of ions due to recombination of ions and electrons, improves efficiency of ions that pass through the sampling orifice, and improves detection sensitivity. It is intended to provide ICP / MS.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のICP/MSにおいては、誘導結合プラズ
マトーチにより生成されたプラズマ中のイオンをサンプ
リングオリフィス、スキマー及びイオンレンズから成る
イオン導入手段を介して質量分析計へ導き質量分析する
装置において、定電圧電源と接続された電極をプラズマ
トーチとサンプリングオリフィスとの間に配置したこと
を特徴とする。In order to achieve the above object, in the ICP / MS of the present invention, the ions in the plasma generated by the inductively coupled plasma torch are introduced by a sampling orifice, a skimmer and an ion lens. An apparatus for conducting mass analysis by means of means to a mass spectrometer is characterized in that an electrode connected to a constant voltage power source is arranged between the plasma torch and the sampling orifice.
【0006】この場合において、プラズマ点灯時に誘導
結合により電極に高周波電力がかかるのを防止するた
め、電極と定電圧電源はプラズマ点灯時に開成されるス
イッチ回路を介して接続するのが好ましい。プラズマ点
灯後は、プラズマと誘導コイルとの誘導結合が強くな
り、電極へ高周波電力がかからなくなるのでスイッチ回
路を閉成して電極電圧を定電圧、例えば、5〜20Vに
維持する。In this case, in order to prevent high frequency power from being applied to the electrodes by inductive coupling during plasma lighting, it is preferable to connect the electrodes and the constant voltage power source through a switch circuit opened during plasma lighting. After the plasma is turned on, the inductive coupling between the plasma and the induction coil becomes strong, and high frequency power is not applied to the electrodes. Therefore, the switch circuit is closed to maintain the electrode voltage at a constant voltage, for example, 5 to 20V.
【0007】なお、電極の形状としては、円錘(コー
ン)状のほか各種形状の電極が適用可能である。As the shape of the electrode, various shapes other than the conical shape can be applied.
【0008】[0008]
【作用】上記のように構成されたICP/MSでは、ネ
ブライザで霧化された分析対象の溶液試料が誘導結合プ
ラズマトーチにより生成されたプラズマに導入されてイ
オン化され、真空度の差により、トーチ側からサンプリ
ングオリフィス及びスキマーを通過しイオンレンズによ
り収束されて、質量分析計へ導かれる場合に、プラズマ
トーチとサンプリングオリフィスとの間に配置された電
極はプラズマ中の電子を電極側に吸引するように働く。
これにより、プラズマ中はイオンのみとなり、電子の再
結合によるイオンの損失が防止される。In the ICP / MS constructed as described above, the solution sample to be analyzed atomized by the nebulizer is introduced into the plasma generated by the inductively coupled plasma torch and ionized, and the torch is caused by the difference in the degree of vacuum. From the side, when passing through the sampling orifice and skimmer, being focused by the ion lens and being guided to the mass spectrometer, the electrode arranged between the plasma torch and the sampling orifice attracts electrons in the plasma to the electrode side. To work.
As a result, only ions are present in the plasma, and the loss of ions due to recombination of electrons is prevented.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明のICP/MSについて図面を
参照して説明するに、図1及び図2において、分析対象
となる溶液試料Sはネイブライザ1でアルゴンガスなど
のキャリアガスの噴流によって霧化され、キャリアガス
と共にプラズマトーチ2に供給される。EXAMPLE An ICP / MS of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, a solution sample S to be analyzed is atomized by a jet of carrier gas such as argon gas in a nebulizer 1. And is supplied to the plasma torch 2 together with the carrier gas.
【0010】プラズマトーチ2は、霧化された溶液試料
の霧をキャリアガスによってプラズマ3中心部に導く内
側のキャリアガス管路、誘導結合プラズマ3の元になる
プラズマガス(例えば、アルゴンガス)が供給される中
間管路及びトーチを冷却するクーラントガス(例えば、
アルゴンガス)が流される外側の管路から成る三重管
で、耐熱性ガラスで構成される。また、プラズマトーチ
2の外側の管路の先端部外周には誘導コイル8が配置さ
れ、これに高周波電流を流し、高周波磁界の時間変化に
より電磁誘導で発生する電界によって放電が行われる。The plasma torch 2 is provided with an inner carrier gas conduit for guiding the atomized mist of the solution sample to the center of the plasma 3 by the carrier gas, and a plasma gas (for example, argon gas) which is a source of the inductively coupled plasma 3. Coolant gas that cools the supplied intermediate line and torch (eg,
Argon gas) is a triple tube consisting of an outer pipe line through which heat-resistant glass is formed. In addition, an induction coil 8 is arranged on the outer periphery of the tip end portion of the conduit outside the plasma torch 2, and a high-frequency current is caused to flow through the induction coil 8 to cause discharge by an electric field generated by electromagnetic induction due to a time change of the high-frequency magnetic field.
【0011】プラズマトーチ2により生成された高温の
アルゴンプラズマ3中に霧化されて導入された溶液試料
Sの霧は熱エネルギにより励起されイオン化されるが、
同時に電子も発生する。The mist of the solution sample S atomized and introduced into the high temperature argon plasma 3 generated by the plasma torch 2 is excited by thermal energy and ionized,
At the same time, electrons are generated.
【0012】イオン化された分析対象のイオンはプラズ
マトーチ2側から真空度の差によりサンプリングオリフ
ィス4及びスキマー5から成るイオン導入手段を通過し
て、さらに、イオンレンズ6で収束されて四重極質量分
析計7へ導かれる。この際、サンプリングオリフィス4
の径は1mm前後と小さいので、サンプリングオリフィ
ス4を通過するイオンの効率は必ずしも良くない。しか
も、イオン化と同時に生成した電子がイオン化されたイ
オンと再結合してイオンを損なうので、ますますサンプ
リングオリフィス4を通過するイオンの効率が低下す
る。そこで、プラズマトーチ2とサンプリングオリフィ
ス4との間に、定電圧電源11とスイッチ12を介して
接続された電極9を配置し、プラズマ3中の電子を電極
9側に引き寄せ、プラズマ中のイオンと電子との再結合
を阻止して、イオンを損なうことなく、効率よくイオン
がサンプリングオリフィス4を通過する。The ionized ion to be analyzed passes from the side of the plasma torch 2 through the ion introducing means consisting of the sampling orifice 4 and the skimmer 5 due to the difference in vacuum degree, and is further converged by the ion lens 6 to be quadrupole mass. It is led to the analyzer 7. At this time, the sampling orifice 4
Since the diameter of is small at around 1 mm, the efficiency of the ions passing through the sampling orifice 4 is not always good. Moreover, since the electrons generated at the same time as the ionization recombine with the ionized ions and damage the ions, the efficiency of the ions passing through the sampling orifice 4 further decreases. Therefore, an electrode 9 connected to the constant voltage power source 11 via a switch 12 is arranged between the plasma torch 2 and the sampling orifice 4 to attract the electrons in the plasma 3 to the electrode 9 side and to remove the ions in the plasma. Ions efficiently pass through the sampling orifice 4 without blocking recombination with electrons and damaging the ions.
【0013】なお、スイッチ12は、プラズマ点灯時に
誘導結合により電極9に高周波電力がかかるのを防止す
るためプラズマ点灯時には開成される。プラズマ点灯後
は、プラズマと誘導コイルとの誘導結合が強くなり、電
極へ高周波電力がかからなくなるのでスイッチ12を閉
成して電極9の電圧を定電圧、例えば、5〜20Vに維
持する。また、電極9の背面は絶縁物9aで被覆されて
いる。The switch 12 is opened during plasma lighting in order to prevent high frequency power from being applied to the electrode 9 by inductive coupling during plasma lighting. After the plasma is turned on, the inductive coupling between the plasma and the induction coil becomes strong, and high frequency power is not applied to the electrodes. Therefore, the switch 12 is closed to maintain the voltage of the electrode 9 at a constant voltage, for example, 5 to 20V. The back surface of the electrode 9 is covered with an insulator 9a.
【0014】更に、図示していないが、プラズマトーチ
2とサンプリングオリフィス4との間に、不活性ガスを
プラズマ中心に向って噴出させるガス噴出ノズルを配置
し、プラズマ中のイオンの運動方向を規制すれば、イオ
ンの収束性が向上され、サンプリングオリフィス4を通
過するイオンの効率が更に良くなる。Further, although not shown, a gas ejection nozzle for ejecting an inert gas toward the center of the plasma is arranged between the plasma torch 2 and the sampling orifice 4 to regulate the movement direction of ions in the plasma. If so, the focusing property of the ions is improved, and the efficiency of the ions passing through the sampling orifice 4 is further improved.
【0015】質量分析計7に導入されたイオンは周知の
手法により質量走査され、所望とする質量のイオンのみ
が選別されて検出器10で検出される。The ions introduced into the mass spectrometer 7 are mass-scanned by a known method, and only ions having a desired mass are selected and detected by the detector 10.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、プラズマ中のイオンが電子と再結合して損
なわれることなく、サンプリングオリフィスを通過する
ことができ、質量分析計の検出器における検出感度が向
上する。Since the present invention is configured as described above, the ions in the plasma can pass through the sampling orifice without being recombined with the electrons and impaired, and the detection by the mass spectrometer can be performed. The detection sensitivity in the container is improved.
【図1】本発明の一実施例の要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明実施例装置の全体断面図である。FIG. 2 is an overall sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
1…ネブライザ 2…プラズマトー
チ 3…プラズマ 4…サンプリング
オリフィス 5…スキマー 6…イオンレンズ 7…質量分析計 8…高周波誘導コ
イル 9…電極 10…検出器 11…定電圧電源 12…スイッチ1 ... Nebulizer 2 ... Plasma torch 3 ... Plasma 4 ... Sampling orifice 5 ... Skimmer 6 ... Ion lens 7 ... Mass spectrometer 8 ... High frequency induction coil 9 ... Electrode 10 ... Detector 11 ... Constant voltage power supply 12 ... Switch
Claims (1)
たプラズマ中のイオンをサンプリングオリフィス、スキ
マー及びイオンレンズから成るイオン導入手段を介して
質量分析計へ導き質量分析する装置において、 定電圧電源と接続された電極を前記プラズマトーチと前
記サンプリングオリフィスとの間に配置したことを特徴
とする誘導結合プラズマ/質量分析計。1. An apparatus for guiding ions in plasma generated by an inductively coupled plasma torch to a mass spectrometer through an ion introducing means consisting of a sampling orifice, a skimmer and an ion lens, and connecting the constant voltage power source to the mass spectrometer. An inductively coupled plasma / mass spectrometer characterized in that a separate electrode is arranged between the plasma torch and the sampling orifice.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17713594A JPH0843310A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Inductively coupled plasma/mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17713594A JPH0843310A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Inductively coupled plasma/mass spectrometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0843310A true JPH0843310A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16025799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17713594A Pending JPH0843310A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Inductively coupled plasma/mass spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0843310A (en) |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17713594A patent/JPH0843310A/en active Pending
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