JPS60133648A - 誘導結合プラズマをイオン源とする質量分析装置 - Google Patents
誘導結合プラズマをイオン源とする質量分析装置Info
- Publication number
- JPS60133648A JPS60133648A JP58242727A JP24272783A JPS60133648A JP S60133648 A JPS60133648 A JP S60133648A JP 58242727 A JP58242727 A JP 58242727A JP 24272783 A JP24272783 A JP 24272783A JP S60133648 A JPS60133648 A JP S60133648A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionization
- section
- ion source
- inductive coupling
- mass spectrometer
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/12—Ion sources; Ion guns using an arc discharge, e.g. of the duoplasmatron type
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は質量分析装置に関し、特に、発光分析の光源と
して用いられる誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ
ｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ ；以下ＩＣＰと
称す）中に生成するイオンを質量分析部に導いてその質
量スペクトルによって元素分析を行なう質量分析装置に
関する。
して用いられる誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ
ｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ ；以下ＩＣＰと
称す）中に生成するイオンを質量分析部に導いてその質
量スペクトルによって元素分析を行なう質量分析装置に
関する。
（従来技術）
ＩＣＰをイオン源をする質量分析装置では、アルゴンプ
ラズマ中に試料を導入して生成する試料イオンを質量分
析計に導き、質量分離して元素分析を行なう。
ラズマ中に試料を導入して生成する試料イオンを質量分
析計に導き、質量分離して元素分析を行なう。
ＩＣＰは大気圧のプラズマであるのに対し、質量分析計
は高真空に保たれているので、この質量分析装置ではＩ
ＣＰと質量分析計分析部との間に、中間真空領域部を設
ける必要があり、その中間真空領域部はＩＣＰ炎中から
試料を採取して分析部へ供給する機能を有する。この中
間真空領域部では、試料はｊＣＰの大気圧と分析部の高
真空との圧力差により分析部へ導かれるので、分析部へ
はイオンだけでなく中性の原子も導かれる。しかし、分
析部へ導かれた試料のうち分析に寄与するのはイオンだ
けであり、中性の原子は真空ポンプにより排出されるだ
けである。そのため、このＩＣＰをイオン源とする質量
分析装置の第１の問題点は、分析されるイオン量が少な
く、検出感度が低いことである。
は高真空に保たれているので、この質量分析装置ではＩ
ＣＰと質量分析計分析部との間に、中間真空領域部を設
ける必要があり、その中間真空領域部はＩＣＰ炎中から
試料を採取して分析部へ供給する機能を有する。この中
間真空領域部では、試料はｊＣＰの大気圧と分析部の高
真空との圧力差により分析部へ導かれるので、分析部へ
はイオンだけでなく中性の原子も導かれる。しかし、分
析部へ導かれた試料のうち分析に寄与するのはイオンだ
けであり、中性の原子は真空ポンプにより排出されるだ
けである。そのため、このＩＣＰをイオン源とする質量
分析装置の第１の問題点は、分析されるイオン量が少な
く、検出感度が低いことである。
また、アルゴンプラズマ中でイオン化される試料元素の
イオン化ポテンシャルとアルゴンのイオン化ポテンシャ
ルの関係で、元素によりイオン生成率が変化する問題も
ある。すなわち、アルゴンのイオン化ポテンシャル（１
５，７６ｅＶ）より大きなイオン化ポテンシャルをもつ
元素に対してはイオンは生成されず、アルゴンのイオン
化ポテンシャルよりも小さいイオン化ポテンシャルをも
つ元素でもアルゴンのイオン化ポテンシャルに近い元素
はどイオン生成率が低くなる。そのため、アルゴンに代
えてイオン化ポテンシャルの最も高いヘリウムのプラズ
マを用いることも考えられるが、ガス流量が１０Ｑ／分
程度も必要になるＩＣＰにおいては、ヘリウムではラン
ニングコストが高くなる問題が生じる。
イオン化ポテンシャルとアルゴンのイオン化ポテンシャ
ルの関係で、元素によりイオン生成率が変化する問題も
ある。すなわち、アルゴンのイオン化ポテンシャル（１
５，７６ｅＶ）より大きなイオン化ポテンシャルをもつ
元素に対してはイオンは生成されず、アルゴンのイオン
化ポテンシャルよりも小さいイオン化ポテンシャルをも
つ元素でもアルゴンのイオン化ポテンシャルに近い元素
はどイオン生成率が低くなる。そのため、アルゴンに代
えてイオン化ポテンシャルの最も高いヘリウムのプラズ
マを用いることも考えられるが、ガス流量が１０Ｑ／分
程度も必要になるＩＣＰにおいては、ヘリウムではラン
ニングコストが高くなる問題が生じる。
（目的）
本発明は、ＩＣＰを用いる質量分析装置において、分析
部に導入される試料のイオン量が多くなって検出感度が
高くなり、かつ、検出感度が試料元素のイオン化ポテン
シャルに依存しない質量分析装置を提供することを目的
とするものである。
部に導入される試料のイオン量が多くなって検出感度が
高くなり、かつ、検出感度が試料元素のイオン化ポテン
シャルに依存しない質量分析装置を提供することを目的
とするものである。
（構成）
本発明は、ＩＣＰと分析部の間に設けられている中間真
空領域部に、ＩＣＰとは異なる、イオン化エネルギーの
大きいイオン化機構を設けた質量分析装置である。
空領域部に、ＩＣＰとは異なる、イオン化エネルギーの
大きいイオン化機構を設けた質量分析装置である。
このイオン化機構により、分析部に導入される試料中の
イオン量が増し、かつイオン化エネルギーが大きいので
アルゴンプラズマ中ではイオン生成率の低い元素でもイ
オン化ポテンシャルに無関係にほぼ一様のイオン生成率
が得られるのである。
イオン量が増し、かつイオン化エネルギーが大きいので
アルゴンプラズマ中ではイオン生成率の低い元素でもイ
オン化ポテンシャルに無関係にほぼ一様のイオン生成率
が得られるのである。
°以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の主要部を表わし、１はＩＣ
Ｐ部、２は質量分析計の分析部で、ＩＣ２部１と分析部
２の間には中間真空領域部３が設けられている。ＩＣ２
部１で、４はＩＣＰ、５はそのＩＣＰ４を発生させる高
周波コイルである。
Ｐ部、２は質量分析計の分析部で、ＩＣ２部１と分析部
２の間には中間真空領域部３が設けられている。ＩＣ２
部１で、４はＩＣＰ、５はそのＩＣＰ４を発生させる高
周波コイルである。
中間真空領域部３は２段の差動排気系として構成され、
１ Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれる第１領域６と、１
０”Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれる第２領域７とから
なっている。
１ Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれる第１領域６と、１
０”Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれる第２領域７とから
なっている。
中間真空領域部３の第１領域６は真空ポンプへつながる
排気口８を有し、先端面中央部がＩＣＰ４へ突出してそ
の先端には試料採取用の小孔９が開けられている。また
、この第１領域６の器壁１０には、ＩＣＰ４により加熱
される器壁１０を冷却するための冷却水１１が流されて
いる。
排気口８を有し、先端面中央部がＩＣＰ４へ突出してそ
の先端には試料採取用の小孔９が開けられている。また
、この第１領域６の器壁１０には、ＩＣＰ４により加熱
される器壁１０を冷却するための冷却水１１が流されて
いる。
中間真空領域部３の第２領域７も真空ポンプへつながる
排気口１２を有し、第１領域６との間の隔壁には試料採
取用の小孔１３が、また、分析部２との間の隔壁には試
料供給用の小孔１４が開けられている。この第２領域７
の小孔１３に続いて電子衝撃型のイオン源１５が配置さ
れ、そのイオン源１５の後にイオン収束レンズ系１６が
配置されている。イオン源１５は、小孔１３から流入す
る試料の流れと直交する方向に電子を放射するように配
置された熱電子発生フィラメント１７及びイオン化電子
電流トラップ１８、それにフィラメント１７と１−ラッ
プ１８の間にあって試料と電子が交差して流れるように
開口を有するイオン化箱１９からなっている。フィラメ
ント１７からトラップ１８へ流れるイオン化用電子のエ
ネルギーは７０〜１００ｅＶが最適であり、イオン化箱
１９には例えば−１００ｖ程度の電圧が印加される。
排気口１２を有し、第１領域６との間の隔壁には試料採
取用の小孔１３が、また、分析部２との間の隔壁には試
料供給用の小孔１４が開けられている。この第２領域７
の小孔１３に続いて電子衝撃型のイオン源１５が配置さ
れ、そのイオン源１５の後にイオン収束レンズ系１６が
配置されている。イオン源１５は、小孔１３から流入す
る試料の流れと直交する方向に電子を放射するように配
置された熱電子発生フィラメント１７及びイオン化電子
電流トラップ１８、それにフィラメント１７と１−ラッ
プ１８の間にあって試料と電子が交差して流れるように
開口を有するイオン化箱１９からなっている。フィラメ
ント１７からトラップ１８へ流れるイオン化用電子のエ
ネルギーは７０〜１００ｅＶが最適であり、イオン化箱
１９には例えば−１００ｖ程度の電圧が印加される。
イオン収束レンズ系１６は収束用電極２０〜２３からな
り、イオン化箱１９よりも低電圧が印加され、収束用電
極２０〜２３の電圧を制御することによりイオン化箱１
９からイオンを引き出し、そのイオン流２４の方向を調
整する。
り、イオン化箱１９よりも低電圧が印加され、収束用電
極２０〜２３の電圧を制御することによりイオン化箱１
９からイオンを引き出し、そのイオン流２４の方向を調
整する。
質量分析計としては、本実施例では四重極質量分析計を
用いる。分析部２は１０−’ Ｔｏｒｒ程度の真空度に
保たれ、四重極電極２６がイオン流２４の入射方向に平
行に配置されている。各四重極電極２６には直流と高周
波交流が重ね合され、振幅が変化する電圧が印加される
。
用いる。分析部２は１０−’ Ｔｏｒｒ程度の真空度に
保たれ、四重極電極２６がイオン流２４の入射方向に平
行に配置されている。各四重極電極２６には直流と高周
波交流が重ね合され、振幅が変化する電圧が印加される
。
２７は気密を保つためのＯリングである。
本実施例において、中間真空領域部３の圧力差によりＩ
ＣＰ４から第１領域６を経て第２領域７に流入したイオ
ンと原子の混合試料は、イオン源１５のイオン化箱１９
内で電子衝撃を受けて再度イオン化される。そして、Ｉ
ＣＰ４中で生成したイオンとイオン源１５で生成したイ
オンはイオン化箱１９から引き出され、イオン収束レン
ズ系１６で収束作用を受けて分析部２へ導かれる。
ＣＰ４から第１領域６を経て第２領域７に流入したイオ
ンと原子の混合試料は、イオン源１５のイオン化箱１９
内で電子衝撃を受けて再度イオン化される。そして、Ｉ
ＣＰ４中で生成したイオンとイオン源１５で生成したイ
オンはイオン化箱１９から引き出され、イオン収束レン
ズ系１６で収束作用を受けて分析部２へ導かれる。
第２図は他の実施例を表わす。
本実施例ではイオン源を真空放電方式とした。
中間真空領域部３の第１領域６と第２領域７の間に小孔
１３を有する隔壁３０を第１領域６側へ突出した形状に
するとともに、この隔壁３Ｏを絶縁壁３１により他の部
分と電気的に絶縁し、他の器壁との間に負電圧−Ｖｓを
印加する。
１３を有する隔壁３０を第１領域６側へ突出した形状に
するとともに、この隔壁３Ｏを絶縁壁３１により他の部
分と電気的に絶縁し、他の器壁との間に負電圧−Ｖｓを
印加する。
その結果、第１領域６では真空放電３２が起ってイオン
化が行なわれる。ＩＣＰ４で発生したイオン及びこの真
空放電３２で発生したイオンは、小孔１３を通ってイオ
ン流２４として第２領域７に入り、収束レンズ系１６で
収束作用を受けて分析部２へ導入される。
化が行なわれる。ＩＣＰ４で発生したイオン及びこの真
空放電３２で発生したイオンは、小孔１３を通ってイオ
ン流２４として第２領域７に入り、収束レンズ系１６で
収束作用を受けて分析部２へ導入される。
なお、上記実施例では質量分析計として四重極５質量分
析計を使用しているが、磁場型の質量分析計を使用して
もよい。
析計を使用しているが、磁場型の質量分析計を使用して
もよい。
（効果）
本発明では、質量分析計で分析される試料イオンはＩＣ
Ｐで生成したイオンの他に、別途設置したイオン源で生
成したイオンも加わるため、イオン量が増加し、検出感
度が上る。
Ｐで生成したイオンの他に、別途設置したイオン源で生
成したイオンも加わるため、イオン量が増加し、検出感
度が上る。
また、本発明により別途設けられたイオン源は、ＩＣＰ
とは異なり、原子のイオン化ポテンシャルより十分大き
なイオン化エネルギーをもっているので、元素の種類に
依らずほぼ一様なイオン生成率を得ことができる。
とは異なり、原子のイオン化ポテンシャルより十分大き
なイオン化エネルギーをもっているので、元素の種類に
依らずほぼ一様なイオン生成率を得ことができる。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の実施例を表わす要
部断面図である。 １・・・・・・ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）部、２・・
・・・・質量分析計分析部、 ３・・・・・・中間真空領域部 １５・・・・・・電子衝撃型イオン源、３２・・・・・
・イオン源としての真空放電部。 第１図 第２図 −一一一′
部断面図である。 １・・・・・・ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）部、２・・
・・・・質量分析計分析部、 ３・・・・・・中間真空領域部 １５・・・・・・電子衝撃型イオン源、３２・・・・・
・イオン源としての真空放電部。 第１図 第２図 −一一一′
Claims (1)
- （１）大気圧の誘導結合プラズマと高真空の質量分析計
分析部の間に設けられ、誘導結合プラズマ炎中に試料採
取用の小孔を有し、圧力差により試料を採取して前記分
析部へ供給する中間真空領域部を備えた質量分析装置に
おいて、前記中間真空領域部にイオン化エネルギーの大
きいイオン化機構を備えたことを特徴とする質量分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242727A JPH0746594B2 (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 誘導結合プラズマをイオン源とする質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242727A JPH0746594B2 (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 誘導結合プラズマをイオン源とする質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60133648A true JPS60133648A (ja) | 1985-07-16 |
| JPH0746594B2 JPH0746594B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=17093343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58242727A Expired - Lifetime JPH0746594B2 (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 誘導結合プラズマをイオン源とする質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746594B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190647A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-20 | フィソンズ パブリック リミテッド カンパニー | 誘導結合プラズマのための質量分析装置 |
| JPH03201355A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-03 | Jeol Ltd | 大気圧イオン化質量分析装置 |
| US5218204A (en) * | 1992-05-27 | 1993-06-08 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Plasma sampling interface for inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) |
| JP2011053078A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Tokyo Institute Of Technology | プラズマを用いた検出方法および検出器 |
| CN112635291A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 北京瑞蒙特科技有限公司 | 一种真空离子阱质谱仪系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158989A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-15 | Saietsukusu Inc | Method and device for moving body out of gas into vacuum or vice versa |
| JPS5621096A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Insulator accumlating structure |
-
1983
- 1983-12-21 JP JP58242727A patent/JPH0746594B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158989A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-15 | Saietsukusu Inc | Method and device for moving body out of gas into vacuum or vice versa |
| JPS5621096A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Insulator accumlating structure |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190647A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-20 | フィソンズ パブリック リミテッド カンパニー | 誘導結合プラズマのための質量分析装置 |
| JPH0450702B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1992-08-17 | Bui Jii Insutorumentsu Guruupu Ltd | |
| JPH03201355A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-03 | Jeol Ltd | 大気圧イオン化質量分析装置 |
| US5218204A (en) * | 1992-05-27 | 1993-06-08 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Plasma sampling interface for inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) |
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| CN112635291A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 北京瑞蒙特科技有限公司 | 一种真空离子阱质谱仪系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746594B2 (ja) | 1995-05-17 |
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