TWI625759B - 線上移送之分析樣本的分析系統及分析方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種可線上移送分析樣本，同時迅速得到分析結果之分析系統。此外，本發明係提供一種對於從2個以上的現場所供給之分析樣本，形成在分析樣本的移送路徑上不採用泵或閥等具有失效容體部分之構成，同時藉由1台分析裝置來分析之分析系統。
本發明係關於一種分析系統，其係具備2個以上的樣本分別移送手段，並且樣本分別移送手段的各樣本移送路徑，與由應用感應耦合電漿或微波電漿之分析裝置所構成之共通分析手段的電漿炬連接；各樣本移送路徑中，具有主流路、補充氣體供給流路、以及排放流路；電漿炬係於大致中央處具有導入霧化之分析樣本之樣本導入管；排放流路的內徑與電漿炬的樣本導入管之入口部分的內徑為同等以上。

Description

線上移送之分析樣本的分析系統及分析方法
本發明係關於用以線上移送2個以上的分析樣本並藉由1台分析裝置進行分析之系統。尤其，本發明係關於適合於藉由感應耦合電漿或微波電漿之分析系統。
半導體製造步驟中，各種處理液、化學藥品等之工廠中的品質管理或排液管理中，存在著欲分析溶液中之微量金屬的濃度等之需求。此外，河川的水質管理、土壤污染等之環境分析中，微量元素的分析亦為必要。該微量元素的分析中，分析裝置可使用感應耦合電漿質譜分析裝置或感應耦合電漿發光分光分析裝置等利用感應耦合電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)之分析裝置(以下，視情況記載為ICP分析裝置)，或是利用微波電漿(MP：Microwave Plasma)之分析裝置(以下記載為MP分析裝置)。此等ICP分析裝置或MP分析裝置，多設置在研究所或實驗室等之分析設施，一般是將工廠等現場所採集之分析樣本送入至研究所等來分析微量元素等。
此等藉由ICP分析裝置等之元素分析，由於通常不在現場直接進行，而是介由人力來進行分析樣本的送入，所以至得到分析結果為止，會產生時間差。因此，即使從分析結果檢測出異常，對製造產線等現場之對應亦產生延遲，而有無法完全排除在其間製造出不良品等缺失的產生之問題。此外，由於分析樣本的採集是由人力來進行，除了可分析次數存在著限制外，並且因製造產線所使用之酸、鹼、有機溶劑等種類的不同，作業者的安全性亦可能產生問題。
於該背景下，係期待一種可從現場至ICP分析裝置或MP分析裝置為止，線上移送分析樣本之分析系統。此點，雖然裝置的種類與ICP分析裝置等有所不同，但於專利文獻1中，係提出一種對於液相層析分析裝置，可定期或連續地將製造步驟中的樣本溶液取樣之線上移送手段。此系統係藉由流路切換閥的設置，可省略大型的驅動機構者。
於如此地線上移送分析樣本之系統中，較理想的是在取樣分析樣本之現場的每1處設置1台分析裝置。然而，ICP分析裝置或MP分析裝置，可設置在1處設施之台數存在著限制，難以導入與取樣現場數目相同台數的分析裝置。此係因ICP分析裝置等為相對大型的精密機器，設置空間或空調環境等有所限制，可設置場所受限，且裝置價格亦昂貴之故。從以上情況來看，使用ICP分析裝置或MP分析裝置之分析系統中，係期待構成為可藉由 1台或少數台ICP分析裝置等來分析從複數個現場所取樣之分析樣本。
在此，依據ICP分析裝置等之分析系統，一般而言，如第1圖所示，在藉由霧化器N使液體狀態的樣本溶液S霧化後，於噴霧室C內捕集粒徑較大的霧，僅將粒徑較小(平均粒徑約5μm左右)的霧狀分析樣本導入至電漿炬P後，提供質譜分析或分光分析。該分析系統中，當分析從複數個現場所採集之種類不同的樣本時，最簡單者，可考量隨時更換供給至霧化器之樣本溶液(更換供給用管等)。然而，此時在分析完1種樣本溶液後切換至其他樣本溶液前，必須充分地洗淨霧化器、噴霧室等的內部。當噴霧室等的內部中，不同分析樣本彼此混合時，無法得到正確的分析結果。此外，樣本彼此的液性不同時，容易產生析出物(例如當酸性溶液與鹼性溶液混合時，會析出鹽)。
相對於上述噴霧室內的洗淨，於專利文獻2中，係揭示一種將樣本溶液用的導入部與洗淨液用的導入部連接於1個噴霧室之分析系統。該系統中，藉由設置2個液導入部，在分析2種以上的分析樣本時，可降低噴霧室內的洗淨時間。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第3815322號說明書
[專利文獻2]日本特開2004-286604號公報
關於上述先前技術，專利文獻1的系統，係適用六向閥(閥)，專利文獻2的系統，則適用蠕動泵。如此，先前的系統，於分析樣本的供給流路徑中，為了複數個流路的切換或樣本的平順導入，而使用「泵」或「閥」。然而，此等泵或閥，存在著具有容易滯留分析樣本之失效容體部分的問題。當分析複數個分析樣本時，於失效容體內部殘存分析樣本時，先前進行分析之分析樣本會微量地混入於接續進行測定的分析樣本，對檢測值造成干涉而容易使分析結果產生誤差。此現象稱為「記憶效應」。此記憶效應，如ICP分析裝置或MP分析裝置般之分析ppt等級的微量樣本時，即使是微量的樣本混入，亦容易對測定結果造成極大影響，而成為更顯著的問題。此外，在測定濃度高(高基質)的樣本後分析濃度低的樣本時，當產生記憶效應時，測定結果亦容易產生誤差。以上的記憶效應，除了泵或閥之外，於分析樣本的流路中具備各種具有失效容體部分之零件時，亦可能產生。
此外，專利文獻1的系統中，由於線上移送「液體狀態」的分析樣本，所以亦有分析樣本接觸於移送中的配管而產生樣本損耗或污染之風險。具體而言，樣本損耗，係由於在解離常數高之溶液中，金屬不易成為離子狀態，使該元素吸附於移送之配管之內壁的細孔而產生。尤其當分析樣本為鹼溶液時，容易引起此金屬元素的吸 附。此外，當分析樣本的配管為樹脂製時，分析樣本中的微粒(測定對象物)被擷取至配管表面的細孔內，亦會產生損耗。再者，與以上內容相反，來自配管的構成材料或配管內壁的非吸附物等之未意料到的金屬元素或有機成分等，亦可能從所接觸之配管內壁混入於分析樣本而產生污染。
在此，於ICP分析或MP分析中，當以少數台分析裝置分析來自複數個現場的分析樣本時，有時現場與分析裝置遠離而使移送距離增長。此時，於液體狀態之分析樣本的移送中，在長距離的移送下，不僅有上述產生分析樣本的損耗或污染之風險，並且因壓力損耗等而使可移送的流速存在著限制。分析樣本的流速，雖可藉由縮小樣本移送管的內徑而提高某程度，但此時壓力損耗增大，而須使用高壓泵。高壓泵的應用，亦成為分析樣本污染的因素，故不適合於ICP分析或MP分析裝置般之微量元素分析。
此外，專利文獻2的系統中，雖可縮短噴霧室的洗淨時間，但洗淨步驟本身無法省略，所以在從複數個現場移送不同種類的分析樣本進行分析時，無法即刻進行分析樣本種類的切換。
因此，本發明係提供一種分析系統，其係即使是與分析裝置遠離之場所的分析樣本，亦可線上移送之系統，係以降低分析樣本之導入路徑上的記憶效應為前提，同時可藉由1台或少數台分析裝置來分析從2個以上 的現場所供給之分析樣本。此外，並提供一種分析系統，其係於線上移送中，不易因與移送中的配管接觸而產生分析樣本的損耗或污染。
在以上的背景下，本案發明者等係對於在分析樣本的移送路徑上不採用泵或閥等具有失效容體部分之構成，同時在分析複數個分析樣本時，亦不易使樣本彼此混入之分析系統進行精心探討。
此外，於上述探討中，考量到移送液體的分析樣本時之風險，作為該移送方法，先將從現場所採集之液體的分析樣本霧化，然後將霧狀的分析樣本線上移送至ICP分析裝置或MP分析裝置，並以此分析系統為基礎。霧狀的樣本，與液狀的樣本相比，可增大移送速度，即使是長距離，亦可在短時間內移送。因此，欲長距離移送分析樣本時亦可適用。除此之外，對於在藉由1台或少數台分析裝置(ICP分析裝置或MP分析裝置)來分析線上移送之複數個分析樣本時，防止分析樣本彼此的混入亦進行精心探討。
根據以上的探討之本發明，係關於一種分析系統，其係具備：由將分析樣本霧化之霧化器、藉由粒徑來選別霧化之分析樣本之噴霧室、及從噴霧室至電漿炬為止對分析樣本進行線上移送之樣本移送路徑所構成之樣本分別移送手段；以及由將線上移送之分析樣本送入至電漿焰中之電漿炬、及應用感應耦合電漿或微波電漿之分析 裝置所構成之共通分析手段；其中，該分析系統具備2個以上的樣本分別移送手段，並且樣本分別移送手段的各樣本移送路徑與共通分析手段的電漿炬連接；各樣本移送路徑中，具有：從噴霧室至電漿炬為止移送分析樣本之主流路、將補充氣體(make up gas)供給至主流路之補充氣體供給流路、及設置在補充氣體供給流路與噴霧室之間將補充氣體及/或分析樣本從主流路排出之排放流路；主流路為於分析樣本的移送路徑上不具有泵及閥之構成；電漿炬具有導入霧化之分析樣本之樣本導入管；排放流路的內徑與電漿炬的樣本導入管之入口部分的內徑相同，或是較電漿炬的樣本導入管之入口部分的內徑大。
根據上述本發明，即使採用不使用泵及閥等之構成，複數個分析樣本彼此亦不易混入。對於執行共通分析階段中之樣本移送路徑與未執行之樣本移送路徑，亦可藉由調整補充氣體供給量來抑制樣本彼此的混入。
此外，本發明之分析系統，係對於每個分析樣本的供給源設置樣本分別移送手段，並使霧化之複數個分析樣本通過各別之樣本移送路徑線上移送至共通分析手段。霧狀的分析樣本，可以0.5至1.5L/min的流速來移送，即使於供給源與分析裝置的設置場所之間，例如約有100m的距離，亦可以約0.5至1.5L/分鐘的速度來移送分析樣本。相對於此，當直接以液體狀態來移送分析樣本時，考量到配管內的壓力上升，必須將移送速度降低為數百分之一。霧狀(氣體狀)的樣本與液狀的樣本，一般而言，密 度約為數百倍的差異。
以下係詳細說明本發明之分析系統的各構成。
本發明之分析系統，係具備2個以上的樣本分別移送手段，樣本分別移送手段，由霧化器、噴霧室、及樣本移送路徑所構成。樣本分別移送手段，可配合分析樣本之供給源的數目而設置任意數目。此外，各樣本分別移送手段所具備之霧化器或噴霧室的種類可為相同，或是配合所移送之分析樣本的種類來適當地選擇不同者。
以下的說明中，係詳細說明具有1台分析裝置之分析系統，但在可設置2台以上的分析裝置之現場，藉由設置複數個本發明之分析系統並增加樣本移送路徑的數目，能夠簡便地增加可線上移送之分析樣本的數目。
樣本分別移送手段中，將從供給源以液體狀態所供給之分析樣本霧化之霧化器，同軸型(同心型)與正交型(交叉型)的任一種均可適用，較佳為同軸型。此外，關於材質亦無特別限制，較佳係依循供給源之分析樣本的性狀，選自石英製、PFA製等材質。
藉由粒徑來選別上述霧化之分析樣本之噴霧室，霧的選別能力高之史考特型霧化器、及電漿的導入良好且感度高之旋風型霧化器的任一種均可適用。材質亦無特別限制，可適用Pyrex(註冊商標)製、石英製、聚丙烯製、PFA製等，較佳係依循供給源之分析樣本的性狀來選別。
為了將霧化之樣本進一步形成更細粒徑，樣本分別移送手段較佳係具備去除溶劑裝置。此時，上述霧化器係配置在去除溶劑裝置內。去除溶劑裝置，一般係設置有將噴霧室加熱及冷卻之機構。藉由加熱噴霧室，可使分析樣本中的溶劑蒸發，降低霧化之樣本的粒徑，濃縮成為分析對象之樣本成分。藉由去除溶劑裝置所濃縮之分析樣本，可在不使樣本成分沉降下增長移送距離，例如可在約0.5至1.5L/min的流速來移送。
將於噴霧室進行選別後之霧狀的分析樣本往分析裝置線上移送之樣本移送路徑，係具有主流路、補充氣體供給流路、及排放流路。線上移送2個以上的分析樣本之各樣本移送路徑，係與1個電漿炬連接，可藉由1台分析裝置來分析複數個分析樣本。如上述般，主流路，由於不具有泵或閥，所以可防止記憶效應的產生，而防止分析樣本彼此的混入。主流路的長度，可因應從供給源至分析裝置為止之距離而設定為任意的長度。配管的內徑(直徑)，例如可適用約3至6mm者。
排放流路，係設置在補充氣體供給流路與噴霧室之間，可將於主流路中流通之分析樣本或補充氣體排出。排放流路，較佳係具有可開閉的閥。本發明之分析系統，由2個以上的樣本分別移送手段與1個共通分析手段所構成時，為了可藉由1台分析裝置來依序分析複數個分析樣本，可為依序將不同的分析樣本供給至電漿炬之構成。亦即，在依據本發明之分析系統進行分析時，2個以 上的樣本移送路徑中，在從1個樣本移送路徑將分析樣本供給至電漿炬之間，必須具有不將剩餘的分析樣本導入至電漿炬，且可排出至路徑外之機構。因此，本發明之分析系統中，因應往電漿炬之供給狀況，為了將分析樣本及補充氣體排出，而在各樣本移送路徑設置排放流路。排放流路，對於1個以上的樣本移送路徑，較佳亦具有縮小流路空間之縮緊部。設置縮緊部時，如後述般，係有容易防止分析樣本彼此混入之傾向。
補充氣體供給流路，於2個以上的樣本移送路徑中，係對各主流路供給適當的補充氣體。補充氣體，與通常的ICP分析等相同，係為了將導入至電漿炬之分析樣本調整為最適感度，藉由補充氣體的供給來調整分析樣本的濃度所使用，並且如以下所詳述般，亦可發揮防止分析樣本彼此混入之機能。配管的內徑(直徑)，較佳約1.5至4mm。此外，係形成可供給氬氣或氬氣與氧氣的混合氣體作為補充氣體之構成。
以上的樣本分別移送手段，係對應於分析樣本之供給源的數目而設置複數個，相對於此，共通分析手段，於本發明之分析系統中僅設置1個。共通分析手段，係由1個電漿炬與1台分析裝置所構成。各樣本移送路徑與電漿炬連接，可從樣本分別移送手段往共通分析手段移送分析樣本。
共通分析手段中的電漿炬，係具有導入霧化之分析樣本與補充氣體之樣本導入管。電漿炬，可適用 3重管或4重管等一般所知者，一體型噴炬、可分離噴炬射出部之分離型噴炬(可拆卸式噴炬)的任一種均可適用。一般的形狀，係於設置在大致中央之樣本導入管的周圍，具備有電將形成用氣體管、冷卻用氣體管等。與主流路連接之樣本導入管，一般而言，導入電漿之出口附近的內徑約1.0至2.5mm。藉由縮小出口附近的內徑，可有效率地導入電漿。
以上的電漿炬，係與應用感應耦合電漿之分析裝置(ICP分析裝置)或是應用微波電漿之分析裝置(MP分析裝置)連接，而能夠進行分析樣本的分析。ICP分析裝置，可適用感應耦合電漿質量分析裝置或感應耦合電漿發光分光分析裝置，較佳為感應耦合電漿質量分析裝置。此外，微波電漿分析裝置，可適用微波電漿原子發光分光分析裝置(MP-AES)。關於ICP分析裝置或MP分析裝置，其構成等並無特別限定，可適用任意者。
在此，如上述般，本發明之分析系統，由於可依序將不同的分析樣本供給至1個電漿炬，所以對於樣本移送路徑的分析樣本，較佳係構成為分析中的樣本可容易流動至電漿炬，同時未分析之樣本往與電漿炬相反之排放流路側流動。此係為了防止電漿炬周邊之分析樣本彼此混合之故。在此，如前述般，本發明於分析樣本的移送路徑中，係排除成為記憶效應的產生因素之泵等的使用，因而難以產生往電漿炬側之積極流動。根據此觀點，本發明之分析系統中，如下所述，為了調整分析樣本往電漿炬 側之流動與往排放流路之流動，而規定兩者的關係。
具體而言，本發明之分析系統中，相對於電漿炬的樣本導入管之電漿導入管附近的內徑，將排放流路的內徑設為同等以上的大小。根據上述構成，於主流路中流動之分析樣本或補充氣體，與配管阻力高之電漿炬的樣本導入管方向相比，係有容易往配管阻力低之排放流路流動之傾向。另一方面，未供給至電漿炬之樣本，有容易積極地往排放流路流動之傾向，因而容易防止分析樣本彼此的混入。
藉由以上的分析系統，可線上移送分析樣本而得到分析結果，但因分析樣本種類的不同，有時須進行稀釋或標準樣本的添加等對分析樣本之事前處理。其中，關於標準樣本的添加，本發明之分析系統中，較佳係具有：將標準樣本添加於以霧化器進行霧化前的分析樣本之標準樣本添加裝置。藉由該標準樣本添加裝置，相對於一定量的分析樣本，添加一定量之已知濃度的標準樣本，藉此可依據後述標準添加法進行分析樣本的定量。在此，標準樣本添加裝置，與主流路相同，較佳係在進行分析樣本的定量之流路上不具有可能產生記憶效應之泵或閥等之構成。
此外，本發明之分析系統中，亦可具備：稀釋以霧化器進行霧化前的分析樣本之樣本稀釋手段。樣本稀釋手段可適用任意構成者，但較佳係不具有可能於失效容體產生記憶效應之泵或閥等之構成。
以上所說明之本發明之分析系統，可適用於以下分析方法。亦即可適用於一種分析方法，其係包含：以霧化器將分析樣本霧化，於噴霧室中藉由粒徑來選別霧化之分析樣本後，從噴霧室至電漿炬為止，藉由樣本移送路徑對分析樣本進行線上移送之樣本別移送階段；以及藉由電漿炬將線上移送之分析樣本送入至電漿焰中，並藉由分析裝置對前述分析樣本進行感應耦合電漿分析或微波電漿分析之共通分析階段；其中，於樣本別移送階段中，從2個以上的樣本移送路徑分別對各分析樣本進行線上移送後，將任一個分析樣本送液至電漿炬，並將各分析樣本交互地提供至共通分析階段；線上移送係從噴霧室至電漿炬為止，藉由主流路來移送分析樣本者，通過補充氣體供給流路將補充氣體供給至主流路，並從排放流路將補充氣體及/或分析樣本排出；在將執行共通分析階段中之分析樣本的樣本移送路徑設為作用路徑、將未執行共通分析階段中之分析樣本的樣本移送路徑設為待用路徑時，於待用路徑中，在補充氣體供給流路與電漿炬側的路徑端部之間，僅供給補充氣體。
如上述般，本發明之分析方法，對於送液至電漿炬之未執行共通分析階段之分析樣本的樣本移送路徑(待用路徑)，藉由將電漿炬側設為僅供給補充氣體之狀態，僅使欲分析之分析樣本(作用路徑的分析樣本)容易流動至電漿炬。具體而言，於待用路徑之補充氣體供給流路與電漿炬側的路徑端部(待用路徑與作用路徑之匯流地點) 之間，設為僅供給補充氣體，而不供給待用路徑的分析樣本。藉由適當地調整待用路徑及作用路徑的補充氣體供給量，可如上述般地供給待用路徑的補充氣體流動。
在此說明於本發明之分析方法中，可藉由上述補充氣體的供給而防止分析樣本彼此的混入。本發明之分析方法中，作用路徑的分析樣本與作用路徑的補充氣體會合而被供給至電漿炬。此時，待用路徑的補充氣體，其中一部分被供給至電漿炬側，同時大部分往樣本供給源側流動，並從排放流路排出。待用路徑中，如此，補充氣體從補充氣體供給流路往排放流路流動。因此，待用路徑的分析樣本從排放流路排出，而不會往補充氣體供給流路側流動。
再者，本發明之分析方法中，當適用上述排放流路的內徑與電漿炬的樣本導入管之電漿導入側附近的內徑相同，或是較電漿炬的樣本導入管之電漿導入側附近的內徑大之分析系統時，更容易控制上述補充氣體流動。補充氣體容易往壓力低的排放流路側流動，如上述般可容易實現分析樣本彼此的混入防止。
此外，本發明之分析方法中，較佳亦將標準樣本添加於以霧化器進行霧化前的分析樣本，標準樣本較佳藉由標準添加法來添加。標準添加法中，係將相異量的標準樣本添加於元素濃度等為未知之一定量的分析樣本而製作檢量線用的樣本，並從所添加之標準樣本的濃度與分析裝置的訊號強度之關係中，進行元素濃度等的定量， 可校正分析裝置等的感度變化而得到正確的分析結果。相對於標準添加法，校正分析裝置等的感度變化之方法，內標準法亦為人所知，但此方法係將與測定元素相似且為測定對象外之可分離測定的內標準物質添加於標準樣本及未知樣本，來製作內標準物質與標準樣本的訊號強度比與濃度之檢量線者，難以適用於線上供給之分析樣本的分析。
本發明之分析系統中，因應線上移送霧化之分析樣本所得之分析結果，可實現迅速的現場對應。此外，由於藉由1台分析裝置來分析從2個以上的供給源所供給之分析樣本，所以容易適用作為具備ICP分析裝置或MP分析裝置之分析系統。此外，於移送路徑中，複數個分析樣本彼此不易混入，可得到正確的分析結果。
Ar‧‧‧氬氣
C‧‧‧噴霧室
D‧‧‧排放管
J‧‧‧匯流地點
La‧‧‧作用路徑
Ls‧‧‧待用路徑
M‧‧‧補充氣體
N‧‧‧霧化器
P‧‧‧電漿炬
S‧‧‧樣本溶液
第1圖係顯示先前之樣本溶液的導入例之概要圖。
第2圖係顯示實施形態之分析系統之概要圖。
第3圖係顯示實施形態之分析方法之圖。
以下說明本發明之實施形態。
以第2圖所示之分析系統，線上移送從不同的3處所取樣之分析樣本，並藉由ICP分析裝置來分析。此分析系統，可將下述所示之3種樣本溶液S，經由各自獨立的霧化器N、噴霧室C、及樣本移送路徑，送液至共 通之電漿炬P。各樣本移送路徑，具備排放管D及補充氣體M的路徑。排放流路的內徑比電漿炬的樣本導入管之電漿導入側附近的內徑更大。此外，排放流路具有縮緊部。
樣本溶液S，係將樣本1構成為1ppb的Rh溶液，樣本2為1ppb的Y溶液，樣本3為1ppb的In溶液。對此等樣本溶液S進行分析。第3圖(a)、(b)中，係顯示切換作用路徑La與待用路徑Ls時之概略圖。對於未執行共通分析階段之分析樣本的樣本移送路徑(待用路徑Ls)，於補充氣體供給流路與電漿炬側的路徑端部(待用路徑與作用路徑之匯流地點J)之間Is，設為僅供給補充氣體，而不供給待用路徑Ls的分析樣本。藉由以上方法，測定切換分析樣本時訊號達到穩定的所需時間。
從以上的結果中，可得知藉由上述分析系統，於一邊切換3種分析樣本一邊測定時，於切換後的15秒以內，訊號從1ppb降低至10ppt以下，然後經過約15秒，切換後之樣本的訊號於1ppb達到穩定。如此，根據以上的分析系統，可在短時間內切換複數種分析樣本的供給，而藉由1個分析裝置進行分析。
[產業上之可應用性]
本發明之分析系統，於各種工廠中的品質管理、河川等的環境分析中，係適合於線上分析微量元素之情形。尤其可藉由1台分析裝置來分析從2個以上的供給源所供給之分析樣本，適合於依據ICP分析或MP分析 所進行之微量元素分析。

Claims (7)

  1. 一種分析系統，其係具備：由將分析樣本霧化之霧化器、藉由粒徑來選別霧化之分析樣本之噴霧室、以及從噴霧室至電漿炬為止對分析樣本進行線上移送之樣本移送路徑所構成之樣本分別移送手段；以及由將線上移送之分析樣本送入至電漿焰中之電漿炬、及應用感應耦合電漿或微波電漿之分析裝置所構成之共通分析手段；其中該分析系統具備2個以上的樣本分別移送手段，並且樣本分別移送手段的各樣本移送路徑與共通分析手段的電漿炬連接；各樣本移送路徑中，具有：從噴霧室至電漿炬為止移送分析樣本之主流路、將補充氣體供給至主流路之補充氣體供給流路、以及設置在補充氣體供給流路與噴霧室之間而將補充氣體及/或分析樣本從主流路排出之排放流路；主流路為在分析樣本的移送路徑上不具有泵及閥之構成；電漿炬具有導入霧化之分析樣本之樣本導入管；排放流路的內徑與電漿炬的樣本導入管之電漿導入側附近的內徑相同，或是較電漿炬的樣本導入管之電漿導入側附近的內徑大。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之分析系統，其中1個以上 之樣本移送路徑的排放流路，具有縮小流路空間之縮緊部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之分析系統，其中樣本分別移送手段具備去除溶劑裝置，噴霧室配置在去除溶劑裝置內。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之分析系統，具有：將標準樣本添加於以霧化器進行霧化前的分析樣本之標準樣本添加裝置。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之分析系統，具有：將標準樣本添加於以霧化器進行霧化前的分析樣本之標準樣本添加裝置。
  6. 一種分析方法，其係包含由：以霧化器將分析樣本霧化，於噴霧室中藉由粒徑來選別霧化之分析樣本後，從噴霧室至電漿炬為止藉由樣本移送路徑對分析樣本進行線上移送之樣本分別移送階段；以及藉由電漿炬將線上移送之分析樣本送入至電漿焰中，並藉由分析裝置對前述分析樣本進行感應耦合電漿分析或微波電漿分析之共通分析階段；其中，於樣本分別移送階段中，從2個以上的樣本移送路徑分別對各分析樣本進行線上移送後，將任一個分析樣本送液至電漿炬，並將各分析樣本交互提供至共通分析階段；線上移送係從噴霧室至電漿炬為止藉由主流路來 移送分析樣本者，通過補充氣體供給流路將補充氣體供給至主流路，並從排放流路將補充氣體及/或分析樣本排出；在將執行共通分析階段中之分析樣本的樣本移送路徑設為作用路徑，將未執行共通分析階段中之分析樣本的樣本移送路徑設為待用路徑時，於待用路徑中，在補充氣體供給流路與電漿炬側的路徑端部之間，僅供給補充氣體。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之分析方法，其中藉由標準添加法，將標準樣本添加於霧化前的分析樣本。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6779469B2 (ja) * 2018-03-27 2020-11-04 信越半導体株式会社 試料分析方法、試料導入装置
US11441978B1 (en) * 2018-04-12 2022-09-13 Elemental Scientific, Inc. Automatic evaporative sample preparation
WO2020033850A1 (en) * 2018-08-10 2020-02-13 Nathan Saetveit Preconcentration of fluid samples with alternating dual loop introduction
CN110108779A (zh) * 2019-06-13 2019-08-09 西安奕斯伟硅片技术有限公司 用icp-ms对液体材料进行定量检测的方法
JP6695088B1 (ja) * 2019-08-29 2020-05-20 株式会社 イアス 金属微粒子の分析方法および誘導結合プラズマ質量分析方法
US11579092B2 (en) * 2020-04-23 2023-02-14 Sumco Corporation Sample introduction device, inductively coupled plasma analyzing device and analyzing method
CN112378988A (zh) * 2020-09-18 2021-02-19 瑞莱谱(杭州)医疗科技有限公司 一种基于icp-ms高通量分析的装置
WO2023248273A1 (ja) * 2022-06-20 2023-12-28 株式会社 イアス 元素の定量分析方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109638A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Shimadzu Corp Ｉｃｐ発光分光分析装置
JPH10106483A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Shimadzu Corp Ｉｃｐ分析装置
TW201414998A (zh) * 2012-09-28 2014-04-16 Sumika Chem Analysis Services 成分分析裝置及成分分析方法
TW201425904A (zh) * 2012-12-17 2014-07-01 Ind Tech Res Inst 地下儲槽系統之腐蝕檢測方法
CN104810234A (zh) * 2014-01-28 2015-07-29 北京普析通用仪器有限责任公司 质谱仪及其离子化装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0678984B2 (ja) * 1986-06-18 1994-10-05 株式会社島津製作所 Ｉｃｐ分析方法
US4804519A (en) * 1987-03-06 1989-02-14 Thermo Jarrell Ash Corporation Sample analysis apparatus
JPH05296933A (ja) * 1992-04-22 1993-11-12 Shimadzu Corp Ｉｃｐ発光分光分析装置
US6126086A (en) * 1995-01-10 2000-10-03 Georgia Tech Research Corp. Oscillating capillary nebulizer with electrospray
EP1012871A1 (en) 1997-01-03 2000-06-28 MDS Inc. Spray chamber with dryer
JP2000100374A (ja) * 1998-09-24 2000-04-07 Shimadzu Corp Ｉｃｐ−ｍｓ分析装置
JP3815322B2 (ja) 2001-12-27 2006-08-30 株式会社島津製作所 試料導入装置
US7054008B2 (en) * 2003-02-19 2006-05-30 Mississippi State University Method and apparatus for elemental and isotope measurements and diagnostics-microwave induced plasma-cavity ring-down spectroscopy
JP4235015B2 (ja) 2003-03-24 2009-03-04 株式会社堀場製作所 Ｉｃｐ分析装置のスプレーチャンバ装置
US20110179856A1 (en) * 2008-10-06 2011-07-28 Arkray, Inc. Analyzing device
GB2498174B (en) * 2011-12-12 2016-06-29 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh Mass spectrometer vacuum interface method and apparatus
US9146182B1 (en) * 2013-02-01 2015-09-29 Elemental Scientific, Inc. Injection valve
US9541207B1 (en) * 2014-02-03 2017-01-10 Elemental Scientific, Inc. Valve assembly with bottom bypass ports
CN103969243B (zh) * 2014-04-16 2016-06-29 上海化工研究院 微孔高速喷流原子发射光谱法检测极微量样品元素的装置
US9543137B2 (en) * 2014-12-12 2017-01-10 Agilent Technologies, Inc. Sample droplet generation from segmented fluid flow and related devices and methods
US10241013B2 (en) * 2015-12-08 2019-03-26 Elemental Scientific, Inc. Inline dilution and autocalibration for ICP-MS speciation analysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109638A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Shimadzu Corp Ｉｃｐ発光分光分析装置
JPH10106483A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Shimadzu Corp Ｉｃｐ分析装置
TW201414998A (zh) * 2012-09-28 2014-04-16 Sumika Chem Analysis Services 成分分析裝置及成分分析方法
TW201425904A (zh) * 2012-12-17 2014-07-01 Ind Tech Res Inst 地下儲槽系統之腐蝕檢測方法
CN104810234A (zh) * 2014-01-28 2015-07-29 北京普析通用仪器有限责任公司 质谱仪及其离子化装置

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