JPH10142155A - Icp mass spectrometer - Google Patents

Icp mass spectrometer

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Publication number
JPH10142155A
JPH10142155A JP8300264A JP30026496A JPH10142155A JP H10142155 A JPH10142155 A JP H10142155A JP 8300264 A JP8300264 A JP 8300264A JP 30026496 A JP30026496 A JP 30026496A JP H10142155 A JPH10142155 A JP H10142155A
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JP
Japan
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ion
ions
mass
plasma
detected
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Application number
JP8300264A
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Japanese (ja)
Inventor
Ayumi Yano
歩 矢野
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the effects of interference molecular ions and to enable the highly accurate analysis of elements by irradiating any part of an ion path with a light beam and detecting fluorescent radiated from excited plasma ions. SOLUTION: Plasma ions generated from a sample by the passage of a high frequency current through the induction coil 2 of a plasma torch 1 are passed through the openings 6a and 7a of a plasma ion introducing part 3, derived to the side of an ion detecting part 15 by an ion deriving electrode 11, and mass-separated by a mass separator 14, and its specific ions are detected by the ion detector 15. At this time, laser light L emitted form a laser light source 16 and guided along an axis O for passing ions by a reflecting mirror 17A is brought to irradiate a flow of ions in the track K of ions. By this, interfering molecule ions are selectively excited to produce fluorescence and collected by a collectiven lens 18, and then the intensity of fluorescence, i.e., the ion amount of interference ions, is detected by a fluorescence detecting part 20. In addition, an ion mass calculating part 21 subtracts the amount of interference molecular ions from the mass-analyzed value of element ions and detects the mass number of element ions with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、試料をICPによ
りイオン化して質量分析を行うICP質量分析装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ICP mass spectrometer for mass spectrometry by ionizing a sample by ICP.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ICP質量分析装置では、次の
ようにして質量分析を行っている。すなわち、まず、プ
ラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を流して発生す
る高周波誘導電磁界により試料をプラズマ化し、これに
より生成されたプラズマイオンをプラズマイオン導入部
に導入する。プラズマイオン導入部を通過したイオンは
イオン収束部に導かれ、イオン収束部では、イオンレン
ズ等により、後方のイオン検出部に向けてイオンを収束
し、イオン検出部では、質量分離器によりイオンの質量
分離を行ったのち、特定のイオンをエレクトロンマルチ
プライヤのようなイオン検出器で検出する。
2. Description of the Related Art Generally, an ICP mass spectrometer performs mass spectrometry as follows. That is, first, a sample is turned into plasma by a high-frequency induction electromagnetic field generated by flowing a high-frequency current through an induction coil of a plasma torch, and the plasma ions generated thereby are introduced into a plasma ion introduction unit. The ions that have passed through the plasma ion introducing section are guided to an ion focusing section, where the ions are focused by an ion lens or the like toward a rear ion detecting section, and the ion detecting section focuses the ions by a mass separator. After mass separation, specific ions are detected by an ion detector such as an electron multiplier.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
構成されたICP質量分析装置で元素分析を行う場合、
検出すべき元素によっては、検出イオンと質量の近い分
子イオンが発生して検出イオン中に混在してしまうこと
がある。このような妨害分子イオンは主に次のようにし
て発生する。すなわち、試料プラズマをプラズマイオン
導入部を介して導入する際に、プラズマイオン導入部の
イオン導入孔(サンプリングコーンの開口が相当する)
の縁部に接触した試料プラズマがこの縁部によって冷却
され、様々な再結合反応が促進されて、妨害分子イオン
量が増大する。
By the way, when performing elemental analysis with the ICP mass spectrometer configured as described above,
Depending on the element to be detected, a molecular ion having a mass close to that of the detected ion may be generated and mixed in the detected ion. Such interfering molecular ions are mainly generated as follows. That is, when the sample plasma is introduced through the plasma ion introduction unit, the ion introduction hole of the plasma ion introduction unit (corresponding to the opening of the sampling cone).
The sample plasma in contact with the edge of the sample is cooled by the edge, various recombination reactions are promoted, and the amount of interfering molecular ions is increased.

【0004】妨害分子イオンとしては、例えば、アルゴ
ンプラズマを使用する場合には、検出すべき元素である
39Kに対して38ArHがあり、44Caに対しては1216
16Oが、また56Feに対しては40Ar16Oがある。こ
のような妨害分子イオンが混在していると、妨害分子イ
オンにより特定の元素のイオンの検出が妨害されること
になり、元素の検出感度が低下する。そのため、元素分
析に当たっては、検出すべき元素のイオンと質量の近い
分子イオンの発生を防止する必要がある。
[0004] As an interfering molecular ion, for example, when argon plasma is used, it is an element to be detected.
There is 38 ArH for 39 K and 12 C 16 for 44 Ca
There is O 16 O and there is 40 Ar 16 O for 56 Fe. When such interfering molecular ions are mixed, the detection of ions of a specific element is obstructed by the interfering molecular ions, and the detection sensitivity of the element is reduced. Therefore, in elemental analysis, it is necessary to prevent the generation of molecular ions having a mass similar to that of the ions of the element to be detected.

【0005】これに対して、ICP質量分析装置におい
ては、プラズマイオン導入部を差動排気室を有する構造
にすることで、妨害分子イオンの発生を抑えることが図
られている。すなわち、プラズマイオン導入部に、段階
的に真空度の異なる複数の差動排気室を配置すること
で、イオン導入孔を有する排気室(プラズマ導入端に位
置している)の真空度を低くする。そして、これよって
イオン導入孔の口径を大きくして、導入される試料イオ
ンの大部分がイオン導入孔の縁部に接触しにくくし、試
料プラズマの冷却を抑えて、妨害分子イオンの発生を抑
制している。
[0005] On the other hand, in the ICP mass spectrometer, generation of interfering molecular ions is intended to be suppressed by forming the plasma ion introduction section with a differential exhaust chamber. That is, by arranging a plurality of differential exhaust chambers having different degrees of vacuum in the plasma ion introducing section in a stepwise manner, the degree of vacuum of the exhaust chamber having an ion introduction hole (located at the plasma introduction end) is reduced. . This increases the diameter of the ion introduction hole, making it difficult for most of the introduced sample ions to come into contact with the edge of the ion introduction hole, suppressing the cooling of the sample plasma, and suppressing the generation of interfering molecular ions. doing.

【0006】しかしながら、プラズマイオン導入部を差
動排気室構造にすることにより、妨害分子イオンの発生
をある程度まで防止することができるものの、微量元素
の分析に必要なレベルまで分析精度を上げるまでには至
っておらず、妨害分子イオンの影響をさらに抑制するこ
とが望まれていた。
However, although the generation of the interfering molecular ions can be prevented to some extent by forming the plasma ion introducing portion with the differential exhaust chamber structure, it is necessary to improve the analysis accuracy to the level required for the analysis of trace elements. However, it has been desired to further suppress the influence of interfering molecular ions.

【0007】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、妨害分子イオンの影響を軽減して、
分析の精度を高めることを課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has been made to reduce the influence of interfering molecular ions.
The task is to improve the accuracy of the analysis.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した課題
を解決するために、ICPで発生するプラズマイオンを
プラズマイオン導入部から導入して、イオン検出部で検
出するICP質量分析装置において、プラズマイオン導
入部からイオン検出部までのイオン通路のいずれかの部
分に光ビームを照射する照射手段と、前記光ビームの照
射により励起されたプラズマイオンから放射される蛍光
を検出する蛍光検出手段とを備えたことに特徴を有して
いる。
According to the present invention, there is provided an ICP mass spectrometer which introduces plasma ions generated in an ICP from a plasma ion introduction section and detects the plasma ions in an ion detection section. Irradiation means for irradiating any part of the ion path from the plasma ion introduction part to the ion detection part with a light beam, and fluorescence detection means for detecting fluorescence emitted from plasma ions excited by irradiation of the light beam It is characterized by having

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
の形態に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の
形態に係るICP質量分析装置の概略構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ICP mass spectrometer according to one embodiment of the present invention.

【0010】同図において、符号1はプラズマトーチ、
2はその誘導コイルであり、3は、プラズマトーチ1か
らのイオンをサンプリングして導入するプラズマイオン
導入部であり、4は、プラズマイオン導入部3を通過し
たイオンを収束するイオン収束部であり、5は、イオン
収束部4で収束されたイオンを質量分離して検出するイ
オン検出部である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a plasma torch,
Reference numeral 2 denotes an induction coil, 3 denotes a plasma ion introducing unit that samples and introduces ions from the plasma torch 1, and 4 denotes an ion converging unit that converges ions passing through the plasma ion introducing unit 3. Reference numerals 5 and 5 denote ion detectors for detecting the ions converged by the ion converging unit 4 by mass separation.

【0011】プラズマイオン導入部3は、イオン通過軸
Oの方向に沿って前後に配置されたサンプリングコーン
6とスキマコーン7とを備えたもので、両コーン6,7
の間には第1差動排気室8が形成されている。そして、
サンプリングコーン6とスキマコーン7には、それぞれ
開口6a,7aがイオン通過軸Oと同軸に形成されてい
る。また、これら両コーン6,7の間の第1差動排気室
8には、排気管9を通じて図示しない真空ポンプが接続
されている。
The plasma ion introducing section 3 includes a sampling cone 6 and a skimmer cone 7 disposed in front and rear along the direction of the ion passage axis O.
A first differential exhaust chamber 8 is formed therebetween. And
The sampling cone 6 and the skimmer cone 7 have openings 6a, 7a formed coaxially with the ion passage axis O, respectively. A vacuum pump (not shown) is connected to the first differential exhaust chamber 8 between the cones 6 and 7 through an exhaust pipe 9.

【0012】イオン収束部4は、拡散ポンプのような排
気手段で真空排気される第2差動排気室10を備え、こ
の第2差動排気室10には、プラズマイオン導入部3を
通過したイオンを引き出すイオン引出電極11と、この
イオン引出電極11で引き出されたイオン軌道Kをイオ
ン検出部5に向けて収束させる偏光イオンレンズ系12
が設けられている。なお、偏光イオンレンズ系12は、
プラズマトーチ1で発生した光がノイズとなってイオン
検出部15に直接入光しないように、プラズマイオン導
入部3でのイオン通過軸Oに対して、イオン収束部4で
のイオン通過軸Oが若干ずれるように、イオン軌道Kを
導いている。
The ion focusing section 4 has a second differential pumping chamber 10 which is evacuated by a pumping means such as a diffusion pump. The second differential pumping chamber 10 has passed through the plasma ion introducing section 3. An ion extraction electrode 11 for extracting ions, and a polarized ion lens system 12 for converging the ion trajectory K extracted by the ion extraction electrode 11 toward the ion detector 5
Is provided. The polarized ion lens system 12 is
In order that the light generated by the plasma torch 1 becomes noise and does not directly enter the ion detection unit 15, the ion passage axis O in the ion converging unit 4 is different from the ion passage axis O in the plasma ion introduction unit 3. The ion trajectory K is guided so as to be slightly shifted.

【0013】イオン検出部5は、拡散ポンプ等で真空排
気される真空室13を備え、この真空室13内には、イ
オン収束部4からのイオンを質量分離する四重極型の質
量分離器14と、この質量分離器14で質量分離された
特定のイオンを検出するエレクトロンマルチプライヤの
ようなイオン検出器15とが配置されている。
The ion detector 5 has a vacuum chamber 13 which is evacuated by a diffusion pump or the like. In the vacuum chamber 13, a quadrupole mass separator for mass-separating ions from the ion focusing section 4 is provided. And an ion detector 15 such as an electron multiplier for detecting specific ions mass-separated by the mass separator 14.

【0014】さらに、このICP質量分析装置では、第
2差動排気室10内のイオン軌道Kに対して光ビームを
照射する照射手段としてのレーザ光源16と、レーザ光
源16から照射されたレーザ光Lをイオン通過軸Oに沿
って導く反射鏡17Aと、イオン通過軸Oに沿って導光
されたレーザ光Lをイオン通過軸Oから離反する向きに
再度反射させる反射鏡17Bと、レーザ光Lにより励起
されたイオンから生じる蛍光を集光する集光レンズ18
と、集光レンズ18で集光された蛍光を装置外部に導出
する光ファイバ19と、光ファイバ19で導出された蛍
光を検出する蛍光検出部20と、イオン検出器15で検
出したイオン質量検出値と、蛍光検出部20で検出した
蛍光量(イオン質量検出値)とから最終的な質量検出値
を算出する質量算出部21とを備えている。なお、符号
22,23は、レーザ光源16から照射されたレーザ光
Lを第2差動排気室10内外に透過させる透過窓であ
る。
Further, in this ICP mass spectrometer, a laser light source 16 as irradiation means for irradiating the ion trajectory K in the second differential exhaust chamber 10 with a light beam, and a laser light irradiated from the laser light source 16 A reflecting mirror 17A for guiding the laser beam L along the ion passing axis O, a reflecting mirror 17B for reflecting the laser beam L guided along the ion passing axis O again in a direction away from the ion passing axis O, and a laser beam L Lens 18 for collecting fluorescence generated from ions excited by the
An optical fiber 19 for guiding the fluorescence collected by the condenser lens 18 to the outside of the apparatus; a fluorescence detection unit 20 for detecting the fluorescence guided by the optical fiber 19; and an ion mass detection detected by the ion detector 15. A mass calculating unit 21 that calculates a final mass detection value from the value and the amount of fluorescence (ion mass detection value) detected by the fluorescence detection unit 20. Reference numerals 22 and 23 denote transmission windows for transmitting the laser light L emitted from the laser light source 16 into and out of the second differential exhaust chamber 10.

【0015】レーザ光源16のレーザ光Lは、特定の妨
害分子イオンを励起しうる波長に設定されている。ここ
で、特定の妨害分子イオンとは、プラズマイオン導入部
3から導入されるイオン流に含まれる可能性のある分子
イオンであって、検出すべき元素に対して質量の近いも
のをいい、高感度の元素分析の阻害要因となるものであ
る。このような特性の妨害分子イオンは検出すべき元素
や、その他の分析条件から予め推測しうるものである。
また、特定の妨害分子イオンを励起しうるレーザ光の波
長とは、その分子の分子構造に依存するもので、実験や
計算により求められる。
The laser light L of the laser light source 16 is set to a wavelength that can excite specific interfering molecular ions. Here, the specific interfering molecular ion is a molecular ion which may be included in the ion flow introduced from the plasma ion introducing unit 3 and has a mass close to the element to be detected. This is a factor that hinders sensitivity elemental analysis. Interfering molecular ions having such characteristics can be estimated in advance from the element to be detected and other analysis conditions.
The wavelength of the laser beam that can excite a specific interfering molecular ion depends on the molecular structure of the molecule, and can be determined by experiments or calculations.

【0016】次に、上記の構成を備えたICP質量分析
装置の主要動作について説明する。プラズマトーチ1の
誘導コイル2に高周波電流を流すことで、試料がプラズ
マ化され、これにより発生したプラズマイオンは、プラ
ズマイオン導入部3を構成するサンプリングコーン6の
開口6aを通過して第1差動排気室8に導入され、さら
に、スキマコーン7の開口7aを通過し、イオン引出電
極11によってイオン検出部5の側に引き出される。そ
して、イオンは、偏光イオンレンズ系12によって後方
のイオン検出部5に向けて収束された後、イオン検出部
5内の質量分離器14で質量分離され、質量分離された
特定のイオンがイオン検出器15で検出される。
Next, the main operation of the ICP mass spectrometer having the above configuration will be described. The sample is turned into plasma by flowing a high-frequency current through the induction coil 2 of the plasma torch 1, and the plasma ions generated by this pass through the opening 6 a of the sampling cone 6 constituting the plasma ion introduction unit 3 and the first difference It is introduced into the dynamic exhaust chamber 8, passes through the opening 7 a of the skimmer cone 7, and is extracted by the ion extraction electrode 11 toward the ion detector 5. Then, the ions are converged toward the rear ion detector 5 by the polarized ion lens system 12 and then mass-separated by the mass separator 14 in the ion detector 5. Is detected by the detector 15.

【0017】このように分析されたイオンには、検出す
べき元素のイオンのほか、この元素と質量的にほとんど
差がなく、この元素の高感度の検出を阻害する分子イオ
ンが含まれている可能性がある。このような妨害分子が
含まれていると、イオン検出器15において、検出すべ
き元素イオンと、妨害分子イオンとを分離して検出する
ことが困難になる。
The ions analyzed in this way include, in addition to the ions of the element to be detected, molecular ions which have little difference in mass from this element and inhibit high-sensitivity detection of this element. there is a possibility. When such an interfering molecule is contained, it becomes difficult for the ion detector 15 to separate and detect the element ion to be detected and the interfering molecular ion.

【0018】このICP質量分析装置では、このような
妨害分子イオンの影響を、レーザ誘起蛍光分析系を用い
て次のようにして排除している。すなわち、第2差動排
気室10に導入したイオン流に対してレーザ光源16か
らレーザ光Lを照射している。レーザ光源16から出射
されたレーザ光Lは、反射鏡17Aによってイオン通過
軸Oに沿って導かれ、ここで、イオン軌道K内のイオン
流に照射される。このレーザ光Lの波長は、イオン流に
含まれる可能性のある妨害分子イオンを選択的に共鳴励
起する波長に予め設定されており、このようなレーザ光
Lの照射を受けて妨害分子イオンは選択的に励起して蛍
光を発する。この蛍光は集光レンズ18によって集光さ
れたのち、光ファイバ19を介して蛍光検出部20に入
力され、ここで、蛍光強度、すなわち、特定の妨害分子
のイオン量が選択的に検出される。なお、イオン流に照
射されたレーザ光Lは、反射鏡17Bによってイオン通
過軸Oとは離反する向きに反射されて装置外部に引き出
されるため、イオン検出器15にノイズとして入光され
ることはない。
In the ICP mass spectrometer, the influence of such interfering molecular ions is eliminated by using a laser-induced fluorescence analysis system as follows. That is, the laser light L is emitted from the laser light source 16 to the ion flow introduced into the second differential exhaust chamber 10. The laser light L emitted from the laser light source 16 is guided along the ion passage axis O by the reflecting mirror 17A, and is irradiated on the ion flow in the ion trajectory K here. The wavelength of the laser light L is set in advance to a wavelength that selectively resonates and excites the interfering molecular ions that may be included in the ion stream. It emits fluorescence when selectively excited. This fluorescence is condensed by a condenser lens 18 and then input to a fluorescence detector 20 via an optical fiber 19, where the fluorescence intensity, that is, the amount of ions of a specific interfering molecule is selectively detected. . Since the laser beam L applied to the ion stream is reflected by the reflecting mirror 17B in a direction away from the ion passage axis O and is drawn out of the apparatus, it may not enter the ion detector 15 as noise. Absent.

【0019】蛍光検出器20では、測定系がイオン検出
器15と異なるために、照射するレーザ光Lの波長を選
択することにより特定の妨害分子イオンが個別に検出さ
れる。そこで、イオン質量算出部21において、イオン
検出器15で検出された検出すべき元素イオンの質量分
析値から、蛍光検出部20によって検出された特定の妨
害分子のイオン量を差し引くことで、検出すべき元素イ
オンの質量数を精度よく検出する。
In the fluorescence detector 20, since the measurement system is different from that of the ion detector 15, a specific interfering molecular ion is individually detected by selecting the wavelength of the laser beam L to be irradiated. Thus, the ion mass calculation unit 21 subtracts the ion amount of a specific interfering molecule detected by the fluorescence detection unit 20 from the mass analysis value of the element ion to be detected detected by the ion detector 15 to perform detection. The mass number of the element ion to be detected is accurately detected.

【0020】また、このICP質量分析装置では、イオ
ン検出器15と、蛍光検出部20という二つの測定系を
備えているので、一回の測定操作(プラズマトーチ1か
らプラズマイオンの導入する操作)により、2種類の分
析を同時に行うことが可能となる。そのため、このIC
P質量分析装置をこのように使用することで、分析時間
の短縮を図ることができる。
Further, since this ICP mass spectrometer is provided with two measurement systems, the ion detector 15 and the fluorescence detection unit 20, one measurement operation (operation for introducing plasma ions from the plasma torch 1) is performed. Thus, two types of analysis can be performed simultaneously. Therefore, this IC
By using the P mass spectrometer in this way, the analysis time can be reduced.

【0021】さらには、蛍光検出部20で検出した蛍光
量の変動を測定し、この蛍光量の変動からイオン検出器
15で得られる質量分析値に対して内標準補正を行うこ
とで、イオン検出器15の検出精度を高めることもでき
る。
Further, the variation in the amount of fluorescence detected by the fluorescence detecting section 20 is measured, and the mass analysis value obtained by the ion detector 15 is subjected to an internal standard correction based on the variation in the amount of fluorescence, thereby enabling ion detection. The detection accuracy of the detector 15 can also be improved.

【0022】次に、変形例を図2を参照して説明する。Next, a modified example will be described with reference to FIG.

【0023】このICP質量分析装置は、プラズマトー
チ30からのイオンをサンプリングして導入するサンプ
リンクコーン31と、サンプリンクコーン31から導入
されたイオンを収束するイオン収束部32と、イオン収
束部32で収束されたイオンを質量分離して検出するイ
オン検出部33とを備えている。
The ICP mass spectrometer includes a sample cone 31 for sampling and introducing ions from the plasma torch 30, an ion converging unit 32 for converging ions introduced from the sample torch 31, and an ion converging unit 32. And an ion detector 33 for mass-separating and detecting the ions converged by the above.

【0024】このICP質量分析装置は、イオン通過軸
Oの方向に沿ってサンプリングコーン31のみを備えた
もので、スキマーコーンを備えておらず、したがって、
前述した実施の形態における第1差動排気室は存在しな
い。
This ICP mass spectrometer has only the sampling cone 31 along the direction of the ion passing axis O, and does not have a skimmer cone.
The first differential exhaust chamber in the embodiment described above does not exist.

【0025】イオン収束部32は、拡散ポンプのような
排気手段で真空排気される差動排気室34を備え、この
差動排気室34には、サンプリンクコーン31を通過し
たイオンを引き出すイオン引出電極35と、このイオン
引出電極35で引き出されたイオン軌道Kをイオン検出
部33に向けて収束させるイオンレンズ系36とが設け
られている。
The ion converging section 32 has a differential pumping chamber 34 evacuated by a pumping means such as a diffusion pump, and the differential pumping chamber 34 has an ion extraction port for extracting ions passing through the sampling cone 31. An electrode 35 and an ion lens system 36 for converging the ion trajectory K extracted by the ion extraction electrode 35 toward the ion detector 33 are provided.

【0026】イオン検出部33は、拡散ポンプ等で真空
排気される真空室37を備え、この真空室37内には、
イオン収束部32からのイオンを質量分離する四重極型
の質量分離器38と、この質量分離器38で質量分離さ
れた特定のイオンを検出するエレクトロンマルチプライ
ヤのようなイオン検出器39とが配置されている。
The ion detector 33 has a vacuum chamber 37 evacuated by a diffusion pump or the like.
A quadrupole mass separator 38 for mass-separating the ions from the ion converging unit 32 and an ion detector 39 such as an electron multiplier for detecting specific ions mass-separated by the mass separator 38 are provided. Are located.

【0027】さらに、このICP質量分析装置では、差
動排気室34内のイオン軌道Kに対して、プラズマトー
チ30の後方からサンプリングコーン31の開口31a
(イオン導入孔)を通じてイオン通過軸Oに沿って光ビ
ームを照射する照射手段としてのレーザ光源40と、レ
ーザ光源40から照射されたレーザ光Lをイオン通過軸
Oから離反する向きに反射させてイオン検出器39への
入射を阻止する反射鏡41とを備えている。なお、符号
42は、レーザ光源40から照射されたレーザ光Lを差
動排気室34の外部に透過させる透過窓である。
Further, in this ICP mass spectrometer, the opening 31 a of the sampling cone 31 is located behind the plasma torch 30 with respect to the ion trajectory K in the differential exhaust chamber 34.
A laser light source 40 as an irradiating means for irradiating a light beam along an ion passing axis O through an (ion introduction hole); and a laser beam L irradiated from the laser light source 40 is reflected in a direction away from the ion passing axis O. And a reflecting mirror 41 for blocking incidence on the ion detector 39. Reference numeral 42 denotes a transmission window for transmitting the laser light L emitted from the laser light source 40 to the outside of the differential exhaust chamber 34.

【0028】レーザ光源40から照射されるレーザ光L
の波長は、検出すべき元素と質量的に近似する特定の妨
害分子イオンを分解しうる値に設定されている。ここ
で、特定の妨害分子イオンとは、プラズマトーチ30か
らのイオン流に含まれる可能性のある分子イオンであっ
て、検出すべき元素と質量の近いものをいい、高感度の
元素分析の阻害要因となるものであって、検出すべき元
素や、その他の分析条件から予め推測しうるものであ
る。また、特定の妨害分子イオンを分解しうる波長と
は、その分子の分子構造に依存するもので、実験や計算
により求められる。
Laser light L emitted from laser light source 40
Is set to a value capable of decomposing a specific interfering molecular ion that is approximately similar in mass to the element to be detected. Here, the specific interfering molecular ion is a molecular ion which may be included in the ion flow from the plasma torch 30 and has a mass close to that of the element to be detected. This is a factor that can be estimated in advance from the element to be detected and other analysis conditions. The wavelength at which a specific interfering molecular ion can be decomposed depends on the molecular structure of the molecule, and can be determined by experiments or calculations.

【0029】なお、レーザ光Lの波長は特定せず、サン
プリングコーン31の開口(イオン導入孔)を高温に保
ち、全体的に妨害分子の発生を抑制するように、高出力
のレーザ光線を用いる構成としてもよい。
The wavelength of the laser beam L is not specified, and a high-power laser beam is used so as to keep the opening (ion introduction hole) of the sampling cone 31 at a high temperature and suppress the generation of interfering molecules as a whole. It may be configured.

【0030】上記の構成において、プラズマトーチ30
で発生したイオンは、サンプリングコーン31の開口3
1aを通過して差動排気室34に導入され、イオン引出
電極35によってイオン検出部33側に引き出される。
In the above configuration, the plasma torch 30
The ions generated at the opening 3 of the sampling cone 31
After passing through 1a, it is introduced into the differential exhaust chamber 34, and is extracted by the ion extraction electrode 35 to the ion detection unit 33 side.

【0031】このように引き出されたイオンには、検出
すべき元素の原子イオンのほか、その原子イオンと質量
的に差がなく、該元素の高感度の検出を阻害する分子イ
オンが含まれている可能性がある。
The ions thus extracted include, in addition to the atomic ions of the element to be detected, molecular ions which have no difference in mass from the atomic ions and inhibit high-sensitivity detection of the element. Could be.

【0032】この分子イオンは、差動排気室34の間で
イオン流にレーザ光Lが照射されることにより、レーザ
光Lのエネルギーを吸収して、より質量の少ない分子イ
オン、もしくは原子イオンに分解する。
When the laser beam L is applied to the ion stream between the differential exhaust chambers 34, the molecular ions absorb the energy of the laser beam L and become molecular ions or atomic ions having a smaller mass. Decompose.

【0033】そして、イオンは、イオンレンズ系36に
より、後方のイオン検出部33に向けて収束された後、
イオン検出部33内の質量分離器38で質量分離され、
質量分離された特定のイオンがイオン検出器39で検出
される。
Then, the ions are converged by the ion lens system 36 toward the rear ion detector 33,
Mass separation is performed by a mass separator 38 in the ion detection unit 33,
The specific ions separated by mass are detected by the ion detector 39.

【0034】このICP質量分析装置では、イオン流に
含まれる特定の妨害分子イオンの多くはレーザ光Lの照
射により分解して減少しているから、検出すべき元素の
原子イオンとともに質量分離、検出される分子イオンは
少なく、高感度で元素の検出が行われる。
In this ICP mass spectrometer, since most of the specific interfering molecular ions contained in the ion stream are decomposed and reduced by the irradiation of the laser beam L, the mass separation and detection are performed together with the atomic ions of the element to be detected. The number of molecular ions to be detected is small, and element detection is performed with high sensitivity.

【0035】さらには、妨害分子イオンをレーザ光Lの
照射により分解してそのの影響を排除しているので、構
成上、次のような特徴がある。すなわち、従来、妨害分
子イオンの発生を抑えるために、サンプリンクコーン3
1の開口31aの口径を大きくせざるを得ず、それに伴
って、差動排気室を第1、第2といったように複数設け
たうえで、これら差動排気室の間にスキマーコーンを設
けることで高真空の維持を図っていた。
Further, since the interfering molecular ions are decomposed by the irradiation of the laser beam L to eliminate the influence of the interfering molecular ions, the structure has the following features. That is, conventionally, in order to suppress the generation of interfering molecular ions, the sample corn 3
Inevitably, the diameter of one opening 31a must be increased, and accordingly, a plurality of differential exhaust chambers such as a first and a second are provided, and a skimmer cone is provided between the differential exhaust chambers. To maintain a high vacuum.

【0036】しかしながら、レーザ光Lの照射により妨
害分子イオンを分解させることが可能となったこのIC
P質量分析装置では、サンプリンクコーン31の開口3
1aの口径を大きくして、妨害分子の発生を抑制する必
要がなくなった。そのため、開口31aの口径を小さく
して高真空を維持することが可能となり、それに伴っ
て、複数の差動排気室および、複数の差動排気室の間に
設けるスキマーコーンを設ける必要がなくなり、その
分、ICP質量分析装置の構成が簡単になっている。
However, this IC, which is capable of decomposing interfering molecular ions by irradiating the laser beam L,
In the P mass spectrometer, the opening 3
It is no longer necessary to suppress the generation of interfering molecules by increasing the diameter of 1a. Therefore, it is possible to maintain a high vacuum by reducing the diameter of the opening 31a, and accordingly, there is no need to provide a plurality of differential exhaust chambers and a skimmer cone provided between the plurality of differential exhaust chambers, Accordingly, the configuration of the ICP mass spectrometer is simplified.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0038】検出すべき元素のイオンと質量的に近似す
る防止分子イオンの分析値を、蛍光検出手段により検出
して、イオン検出部で検出した検出すべき元素の分析値
から差し引くことで、防止分子イオンの影響を排除する
ことができ、その分、高精度の元素分析が行える。
The analysis value of the preventive molecular ion, which is similar in mass to the ion of the element to be detected, is detected by the fluorescence detection means, and is subtracted from the analysis value of the element to be detected detected by the ion detection section. The influence of molecular ions can be eliminated, and element analysis with high precision can be performed accordingly.

【0039】また、イオン検出部と、蛍光検出手段とい
う二つの測定系を備えているので、一回の測定操作によ
り、2種類の分析を同時に行うことが可能となり、その
分、分析時間の短縮を図ることができる。
Further, since two measurement systems, ie, an ion detection unit and a fluorescence detection unit, are provided, two types of analysis can be performed simultaneously by one measurement operation, thereby shortening the analysis time. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るICP質量分析装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ICP mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】変形例に係るICP質量分析装置の概略構成図
である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ICP mass spectrometer according to a modification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマトーチ 3 プラズマイオ
ン導入部 4 イオン収束部 5 イオン検出部 16 レーザ光源(照射手段) 20 蛍光検出部 21 質量算出部 L レーザ光
(光ビーム)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma torch 3 Plasma ion introduction part 4 Ion convergence part 5 Ion detection part 16 Laser light source (irradiation means) 20 Fluorescence detection part 21 Mass calculation part L Laser light (light beam)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ICPで発生するプラズマイオンをプラ
ズマイオン導入部から導入して、イオン検出部で検出す
るICP質量分析装置であって、 プラズマイオン導入部からイオン検出部までのイオン通
路のいずれかの部分に光ビームを照射する照射手段と、 前記光ビームの照射により励起されたプラズマイオンか
ら放射される蛍光を検出する蛍光検出手段とを備えたこ
とを特徴とするICP質量分析装置。
1. An ICP mass spectrometer for introducing plasma ions generated in an ICP from a plasma ion introduction unit and detecting the plasma ions in an ion detection unit, comprising: an ion path from the plasma ion introduction unit to the ion detection unit. An ICP mass spectrometer comprising: an irradiating unit that irradiates a light beam to a portion of the ICP; and a fluorescence detecting unit that detects fluorescence emitted from plasma ions excited by the irradiation of the light beam.
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