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JP2598073B2 - Sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry - Google Patents
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JP2598073B2 - Sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry - Google Patents

Sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry

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JP2598073B2
JP2598073B2 JP63063466A JP6346688A JP2598073B2 JP 2598073 B2 JP2598073 B2 JP 2598073B2 JP 63063466 A JP63063466 A JP 63063466A JP 6346688 A JP6346688 A JP 6346688A JP 2598073 B2 JP2598073 B2 JP 2598073B2
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cuvette
inductively coupled
gas
introduction device
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、誘導結合プラズマ質量分析用試料導入装置
に関し、特に超微量成分を測定するための誘導結合プラ
ズマ質量分析装置に付設される試料導入装置の改良に係
わる。
The present invention relates to a sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry, and more particularly to an inductively coupled plasma mass spectrometer for measuring ultratrace components. The present invention relates to improvement of an attached sample introduction device.

(従来の技術) 従来、試料中の微量成分を誘導結合プラズマ質量分析
法により分析することが行われている。この方法は、溶
液化した試料をネプライザーで霧状にして誘導結合プラ
ズマ内に導入し、励起イオン化した後、そのイオンを四
重極マスフィルタで質量分離して試料中のUやThの含有
量を測定する。かかる方法は、微量分析として現在多用
されている誘導結合プラズマ発光法や原子吸光分析法に
比べて一般に高感度であるが、プラズマ内への試料導入
効率が低く、検出感度が10-11g〜10-12gと不充分であ
るため、半導体薄膜のような微少量試料に適用が困難で
あった。
(Prior Art) Conventionally, a trace component in a sample has been analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry. In this method, a solution sample is atomized by a nebulizer, introduced into an inductively coupled plasma, and excited and ionized. Then, the ions are mass-separated by a quadrupole mass filter, and the contents of U and Th in the sample are measured. Is measured. Such a method is generally higher in sensitivity than the inductively coupled plasma emission method or the atomic absorption spectrometry method which is currently frequently used as a microanalysis, but the sample introduction efficiency into the plasma is low, and the detection sensitivity is 10 −11 g to 10 −11 g. Since it was insufficient at 10 -12 g, it was difficult to apply it to a very small amount of sample such as a semiconductor thin film.

そこで、近年、プラズマ内への試料導入効率を高めて
検出感度を改善する手法として誘導結合プラズマ質量分
析装置に蒸発気化のための試料導入装置を付設すること
が行われている。こうした試料導入装置は、溶液化した
試料を発熱物質上に載せ、不活性ガス気流中で電流又は
電圧をかけて段階的に加熱し、試料中の目的成分を蒸発
気化してプラズマ中に効率よく導入させるものである。
前記試料導入装置に設けられる発熱物質としては、グラ
ファイトやタンタル、タングステンなどの高融点金属が
一般的に使用されている。
Therefore, in recent years, as a method of improving the efficiency of introducing a sample into plasma and improving the detection sensitivity, an inductively coupled plasma mass spectrometer has been provided with a sample introducing device for evaporative vaporization. Such a sample introduction device places a solution sample on a heating substance, applies current or voltage in an inert gas stream, heats the sample step by step, evaporates and vaporizes a target component in the sample, and efficiently converts it into plasma. It is to be introduced.
As a heating substance provided in the sample introduction device, a high melting point metal such as graphite, tantalum, and tungsten is generally used.

しかしながら、蒸発気化した試料ガスをプラズマトー
チ内に導入する時、プラズマトーチ部とキュベット(発
熱物質からなる)との接続部分に試料ガスが吸着するた
め、目的成分の導入効率が低下したり、目的成分が残存
するメモリ効果が現われる。特に、目的成分が高沸点で
あるほどその影響が大きい。その結果、検出感度や精度
が著しく悪化する問題があった。また、プラズマトーチ
部とキュベットとの接続部分に試料ガスなどが吸着して
汚染されると、接続部分の取り外し、洗浄、接続及び調
整が必要となり、操作が極めて煩雑となってメンテナン
スに長時間要するという問題があった。
However, when introducing the vaporized sample gas into the plasma torch, the sample gas is adsorbed at the connection between the plasma torch and the cuvette (made of a heat generating substance), so that the efficiency of introducing the target component is reduced, A memory effect in which the component remains appears. In particular, the higher the boiling point of the target component, the greater the effect. As a result, there has been a problem that the detection sensitivity and accuracy are remarkably deteriorated. In addition, if sample gas or the like is adsorbed and contaminated at the connection portion between the plasma torch portion and the cuvette, the connection portion needs to be removed, cleaned, connected and adjusted, the operation becomes extremely complicated, and maintenance takes a long time. There was a problem.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされた
もので、誘導結合プラズマ質量分析装置における試料中
の超微量成分を高感度で高精度かつ迅速に分析すること
を可能とした試料導入装置を提供しようとするものであ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is capable of analyzing ultra-trace components in a sample in an inductively coupled plasma mass spectrometer with high sensitivity, high accuracy, and high speed. It is an object of the present invention to provide a sample introduction device capable of performing the measurement.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、電気良導体からなる電極及び中央部に試料
注入孔を有する発熱物質からなる筒状のキュベットを備
えた加熱炉と、前記キュベットの一方の端部からその内
部及び他方の端部を通して誘導結合プラズマ質量分析装
置のプラズマトーチ部に不活性ガスを流すと共にこの不
活性ガスの流れを制御するガス制御機構とから構成され
た試料導入装置において、 前記キュベットと前記プラズマトーチ部との接続部材
は、透明な耐熱性材料で形成され、かつ加熱手段は前記
接続部材の外側にその接続部材の長手方向に亘る部分が
外部から目視できるように設られていることを特徴とす
る誘導結合プラズマ質量分析用試料導入装置である。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention relates to a heating furnace provided with an electrode made of an electric conductor and a cylindrical cuvette made of a heating substance having a sample injection hole in a central portion, A sample control device configured to flow an inert gas from one end to the plasma torch portion of the inductively coupled plasma mass spectrometer through the inside and the other end, and to control a flow of the inert gas. The connection member between the cuvette and the plasma torch portion is formed of a transparent heat-resistant material, and the heating means is provided outside the connection member so that a portion extending in the longitudinal direction of the connection member can be visually observed from the outside. A sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry, which is provided.

上記電極やキュベットは、電気良導体で2600〜3000℃
の温度に耐えうる材料であればいかなるものでもよく、
例えばグラファイト又はタンタル、 ングステン、レニ
ウム、ジルコニウムなどの耐熱性金属等により形成され
る。こうした電極表面やキュベット表面は、高融点金属
酸化物膜もしくは高融点金属窒化物膜で被覆されている
ことが望ましい。高融点金属酸化物としては、例えばタ
ンタル酸化物、タングステン酸化物、ジルコニウム酸化
物等を挙げることができ、高融点金属窒化物としては例
えばタンタル窒化物、タングステン窒化物、ハフニウム
窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物等を挙げる
ことができる。また、高融点金属酸化物膜や高融点金属
窒化物膜の被覆はCVD法、熱酸化法、スパッタ蒸着法、
塗布−焼成法等いかなる方法で行なってもよいが、操作
の簡便性を考慮すると塗布−焼成法が望ましい。
The above electrodes and cuvettes are electric good conductors at 2600 ~ 3000 ℃
Any material that can withstand the temperature of
For example, it is formed of graphite or a heat-resistant metal such as tantalum, tungsten, rhenium, and zirconium. It is desirable that the electrode surface and the cuvette surface be covered with a high melting point metal oxide film or a high melting point metal nitride film. Examples of the high melting point metal oxide include tantalum oxide, tungsten oxide, and zirconium oxide. Examples of the high melting point metal nitride include tantalum nitride, tungsten nitride, hafnium nitride, and zirconium nitride. And titanium nitride. The coating of the high melting point metal oxide film and the high melting point metal nitride film is performed by CVD, thermal oxidation, sputter deposition,
Although any method such as a coating and baking method may be used, the coating and baking method is preferable in view of the simplicity of the operation.

上記不活性ガスとしては、例えばアルゴン又はヘリウ
ム等を挙げることができ、必要に応じて該ガスに少量の
水素を添加してもよい。
Examples of the inert gas include argon and helium, and a small amount of hydrogen may be added to the gas as needed.

上記キュベットとプラズマトーチ部との接続部材を形
成する透明な耐熱性材料としては、例えば石英、サファ
イアを用いることができる。
As the transparent heat-resistant material forming the connection member between the cuvette and the plasma torch portion, for example, quartz or sapphire can be used.

前記接続部材の長さは、蒸発気化した試料ガスが接続
部材に凝縮して吸着したり、或いは試料ガスの流れが乱
れたり、希釈されるのを抑制する観点から、できる限り
短いことが望ましいが、実用的には10cm以下とすればよ
い。更に、前記接続部材は1個に限らず、複数個並列的
に設け、かつそれら接続部材の連結部に試料ガスの流路
切換部材を設けた構造とすることも可能である。
The length of the connection member is desirably as short as possible from the viewpoint of suppressing the evaporation and vaporization of the sample gas from being condensed and adsorbed on the connection member, or preventing the sample gas flow from being disturbed or diluted. In practice, it may be set to 10 cm or less. Further, the number of the connection members is not limited to one, and a plurality of connection members may be provided in parallel, and a connecting portion of the connection members may be provided with a sample gas flow switching member.

上記加熱手段は、電気抵抗加熱、赤外線加熱など、そ
の種類は問わない。この加熱手段による前記接続部材の
加熱温度は、蒸発気化した試料ガスが該接続部材に凝縮
して吸着するのを抑制する観点から、できる限り高い温
度に設定することが望ましいが、実用的には100〜250℃
に設定すればよい。
The type of the heating means is not limited, such as electric resistance heating and infrared heating. The heating temperature of the connection member by the heating means is preferably set to the highest possible temperature from the viewpoint of suppressing the evaporation and evaporation of the sample gas from condensing and adsorbing to the connection member. 100 ~ 250 ℃
Should be set to.

(作用) 本発明によれば、キュベットとプラズマトーチ部との
接続部材の外側に加熱手段を設けることによって、該接
続部材の温度を容易に高めることができ、接続部材を流
通する蒸発気化した試料ガスが凝縮して吸着するのを抑
制できる。その結果、誘導結合プラズマ質量分析装置の
プラズマトーチ部への目的成分の導入効率を大幅に向上
できると共に、メモリ効果を解消できる。従って、誘導
結合プラズマ質量分析装置における試料中の超微量成分
を高感度かつ高精度で分析できる。
(Operation) According to the present invention, by providing a heating means outside the connecting member between the cuvette and the plasma torch portion, the temperature of the connecting member can be easily increased, and the evaporated sample flowing through the connecting member can be obtained. Condensation and adsorption of gas can be suppressed. As a result, the efficiency of introducing the target component into the plasma torch portion of the inductively coupled plasma mass spectrometer can be greatly improved, and the memory effect can be eliminated. Therefore, an ultra-trace component in a sample in an inductively coupled plasma mass spectrometer can be analyzed with high sensitivity and high accuracy.

また、前記接続部材を透明な耐酸性材料で形成し、か
つ前記加熱手段を前記接続部材の外側にその接続部材の
長手方向に亘る部分が外部から目視できるように設ける
ことによって、前記接続部材における試料ガスの吸着状
態を外部から容易に監視することが可能となる。具体的
には、試料ガスが吸着すると接続部材が着色したり、凝
縮物が付着するので肉眼で判別できる。その結果、常に
接続部材への試料ガスの吸着のない状態で分析すること
が可能となる。
Further, the connecting member is formed of a transparent acid-resistant material, and the heating means is provided outside the connecting member so that a portion extending in a longitudinal direction of the connecting member can be visually observed from the outside. It is possible to easily monitor the adsorption state of the sample gas from the outside. Specifically, when the sample gas is adsorbed, the connection member is colored or condensate adheres, so that it can be visually discriminated. As a result, the analysis can be always performed in a state where the sample gas is not adsorbed to the connecting member.

更に、接続部材の長さを10cm以下にすれば蒸発気化し
た試料ガスが接続部材に凝縮して吸着するのを抑制した
り、或いは試料ガスの流れが乱れたり、希釈されるのを
抑制できる。
Further, if the length of the connecting member is set to 10 cm or less, it is possible to suppress the evaporation and vaporization of the sample gas from being condensed and adsorbed on the connecting member, or to suppress the flow of the sample gas from being disturbed or diluted.

更に、キュベットとプラズマトーチ部の接続部材を複
数個並列的に設け、かつそれら接続部材の連結部に試料
ガスの流路切換部材を設けた構造にすることによって、
1つの接続部材が試料ガスの吸着等により汚染された場
合、前記流路切換部材により他の接続部材に試料ガスを
流すことができるため、従来のような接続部材の取り外
し、洗浄、接続及び調整が不要となり、分析操作が中断
されることなく簡便かつ連続的に行なうことができる。
Further, by providing a plurality of connection members of the cuvette and the plasma torch portion in parallel, and by providing a sample gas flow switching member at the connection portion of the connection members,
When one connecting member is contaminated by the adsorption of the sample gas or the like, the sample gas can be flowed to the other connecting member by the flow path switching member. Therefore, detachment, cleaning, connection, and adjustment of the conventional connecting member are performed. Becomes unnecessary, and the analysis operation can be performed simply and continuously without interruption.

(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を第1図を参照して詳細に説明
する。
Embodiment of the Invention Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

実施例1 第1図は、本実施例で使用した誘導結合プラズマ質量
分析用試料導入装置を示す概略断面図である。図中の1
は、発熱物質からなるキュベットであり、該キュベット
1の中央上部には試料注入孔2が開口されている。この
キュベット1内には、高融点金属製の円筒状チューブ3
がその中央上部に開口された試料注入孔4を前記キュベ
ット1の注入孔2と合致するように挿入されている。前
記キュベット1は、軸方向に対して垂直方向に分割され
た電気良導体からなる電極5a、5bに包囲されていると共
に、該キュベット1の両側周縁は各電極5a、5bの内面に
夫々接触、支持されている。前記各電極5a、5bの分割面
には、それらを電気的に絶縁するための絶縁材料層(図
示せず)が介在されている。一方の電極5aには、ピペッ
ト挿入穴6が開口されている。なお、前記キュベット1
表面、チューブ3表面及び電極5a、5bの表面には高融点
金属の酸化物膜又は窒化物膜で被覆されている。前記各
電極5a、5bは、軸方向に対して垂直方向に分割された電
気良導体からなる電極ブロック7a、7bに包囲されている
と共に、各電極5a、5bの外周面は夫々各電極ブロック7
a、7bの内周面に接触、支持されている。前記各電極ブ
ロック7a、7bの分割面には、それらを電気的に絶縁する
ための絶縁材料層(図示せず)が介在されている。前記
電極ブロック7a、7bには、それらブロック7a、7bを冷却
するための冷却水通路8a,8Bが設けられている。前記電
極ブロック7a、7bには、キャリアガス流出口となる石英
パイプ9a及びキャリアガス流入口としての石英パイプ9b
が夫々挿着されている。また、前記電極ブロック7a、7b
から前記電極5a、5bに亙ってキャリアガス外部流路10
a、10bが夫々穿設され、かつ前記石英パイプ9a、9bの挿
着部近傍の電極ブロック7a、7bにはキャリアガス内部流
路11a、11bが穿設されている。前記キャリアガス流入口
としての石英パイプ9bとキャリアガス内部流路11a、11b
は、前記チューブ3内の試料の乾燥及び灰化段階と蒸発
気化の段階で独立した流量のキャリアガスを流すために
使用される。なお、前記キュベット1、チューブ3、電
極5a、5b及び電極ブロック7a、7b等により加熱炉を構成
している。
Example 1 FIG. 1 is a schematic sectional view showing a sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry used in this example. 1 in the figure
Is a cuvette made of a heating substance, and a sample injection hole 2 is opened in the upper center of the cuvette 1. In the cuvette 1, a cylindrical tube 3 made of a high melting point metal is provided.
Is inserted so that the sample injection hole 4 opened at the upper center thereof matches the injection hole 2 of the cuvette 1. The cuvette 1 is surrounded by electrodes 5a and 5b composed of electric conductors divided in a direction perpendicular to the axial direction, and both peripheral edges of the cuvette 1 contact and support the inner surfaces of the electrodes 5a and 5b, respectively. Have been. An insulating material layer (not shown) for electrically insulating the electrodes 5a and 5b from each other is provided on the divided surfaces. A pipette insertion hole 6 is opened in one electrode 5a. The cuvette 1
The surface, the surface of the tube 3, and the surfaces of the electrodes 5a and 5b are covered with an oxide film or a nitride film of a refractory metal. The electrodes 5a and 5b are surrounded by electrode blocks 7a and 7b made of electric conductors divided in a direction perpendicular to the axial direction, and the outer peripheral surfaces of the electrodes 5a and 5b are respectively covered by the electrode blocks 7a and 5b.
It is in contact with and supported by the inner peripheral surfaces of a and 7b. An insulating material layer (not shown) for electrically insulating the electrode blocks 7a and 7b from each other is provided on the divided surfaces. The electrode blocks 7a and 7b are provided with cooling water passages 8a and 8B for cooling the blocks 7a and 7b. The electrode blocks 7a and 7b have a quartz pipe 9a serving as a carrier gas outlet and a quartz pipe 9b serving as a carrier gas inlet.
Are inserted respectively. Further, the electrode blocks 7a, 7b
To the electrodes 5a and 5b.
Carrier gas internal flow paths 11a and 11b are formed in the electrode blocks 7a and 7b near the insertion portions of the quartz pipes 9a and 9b, respectively. Quartz pipe 9b as carrier gas inlet and carrier gas internal flow paths 11a, 11b
Is used for flowing a carrier gas at an independent flow rate in the drying and incineration stage and the evaporative evaporation stage of the sample in the tube 3. The heating furnace is constituted by the cuvette 1, the tube 3, the electrodes 5a and 5b, the electrode blocks 7a and 7b, and the like.

前記一方の石英パイプ9aと誘導結合プラズマ質量分析
装置のプラズマトーチ部(図示せず)の間には、透明で
耐酸性の材料である石英ガラスからなる例えば3個の接
続部材としての長さ10cm以下の接続チューブ121〜123
並列的に設けられている。これら接続チューブ121〜123
の外側には、加熱手段としての赤外線ヒータ131〜133
それぞれ配設されている。つまり、赤外線ヒータ131〜1
33は前記各接続チューブ121〜123の外側に前記接続チュ
ーブ121〜123の長手方向に亘る部分が外部から目視可能
にそれぞれ配設されている。また、前記各接続チューブ
121〜123の連結部には、流路切換部材としての三方切換
バルブ14a、14bが夫々介装されている。
Between the one quartz pipe 9a and a plasma torch part (not shown) of the inductively coupled plasma mass spectrometer, for example, three connecting members made of quartz glass, which is a transparent and acid-resistant material, having a length of 10 cm the following connection tube 12 1 to 12 3 are provided in parallel. These connecting tubes 12 1 -12 3
Of the outer, infrared heaters 131-134 3 as heating means are disposed, respectively. That is, the infrared heaters 13 1 to 1
3 3 longitudinally over the portion of the connection tube 12 1 to 12 3 wherein the outside of each connecting tube 12 1 to 12 3 are respectively visibly disposed externally. In addition, each connection tube
The connecting portion of 12 1 to 12 3, the three-way switching valves 14a as the channel switching member, 14b are respectively interposed.

また、図中の15はユニット化されたガス制御機構であ
る。このガス制御機構15は不活性ガス入口16側に配置さ
れた第1の電磁弁17を備えている。この電磁弁17は、圧
力調整器18に連結されており、かつ該調整器18には圧力
メータ19が連結させている。これら圧力調整器18及び圧
力メータ19は予め適正な圧力に調整されている。また、
前記電磁弁17と圧力調整器18の間の配管部分には前記不
活性ガス入口16から導入された不活性ガスの圧力が充分
か否かを検知するための圧力スイッチ20に連結されてい
る。この圧力スイッチ20で検知された圧力が所定値以下
である場合には、前記電極ブロック7a、7bの電源系の制
御部(図示せず)にその検知信号がフィードバックさ
れ、前記キュベト1等が過度に発熱(3000℃前後)して
酸化されるのを防止する役目をなすものである。前記圧
力調整器18の後段側では、3方に分岐され、流量調整機
能付きの流量計21〜23に連結されている。第1の流量計
21は、前記加熱炉のキャリアガス外部流路10a、10bに連
結されている。第2の流量計22は、第2の電磁弁24を介
して前記加熱炉のキャリアガス内部流路11a、11bに連結
されている。第3の流量計23は、第3の電磁弁25を介し
て前記加熱炉のキャリアガス流入口である石英パイプ9b
に連結されている。
Reference numeral 15 in the drawing denotes a unitized gas control mechanism. The gas control mechanism 15 includes a first solenoid valve 17 disposed on the side of the inert gas inlet 16. The solenoid valve 17 is connected to a pressure regulator 18, and a pressure meter 19 is connected to the regulator 18. The pressure regulator 18 and the pressure meter 19 are adjusted to an appropriate pressure in advance. Also,
A piping section between the solenoid valve 17 and the pressure regulator 18 is connected to a pressure switch 20 for detecting whether the pressure of the inert gas introduced from the inert gas inlet 16 is sufficient. When the pressure detected by the pressure switch 20 is equal to or lower than a predetermined value, a detection signal is fed back to a control unit (not shown) of a power supply system of the electrode blocks 7a and 7b, and the cuvette 1 and the like are excessively moved. It prevents heat from being oxidized due to heat generation (around 3000 ° C). On the downstream side of the pressure regulator 18, it is branched into three directions and connected to flow meters 21 to 23 having a flow rate adjusting function. First flow meter
21 is connected to the carrier gas external flow paths 10a and 10b of the heating furnace. The second flow meter 22 is connected to the carrier gas internal flow paths 11a and 11b of the heating furnace via a second solenoid valve 24. A third flow meter 23 is connected via a third solenoid valve 25 to a quartz pipe 9b serving as a carrier gas inlet of the heating furnace.
It is connected to.

次に、前述した第1図図示の試料導入装置の作用を説
明する。
Next, the operation of the sample introduction device shown in FIG. 1 will be described.

まず、第2、第3の電磁弁24、25を閉じた状態で試料
をピペット挿入穴6、及び試料注入孔2、4を通して円
筒状チューブ3内に滴下する。つづいて、電源からその
制御部の加熱プログラミングに従って電極ブロック7a、
7bに通電し、これら電極ブロック7a、7bに接続されて電
極5a、5bを通してキュベット1の両端に電圧を印加して
キュベット1及びチューブ3を所定の温度に発熱させて
チューブ3内の試料26を乾燥、灰化させる共に、第2、
第3の電磁弁24、25を開いて不活性ガス(キャリアガ
ス)を加熱炉の内部流路11a、1bと流入口としての石英
パイプ9bに供給する。これにより、試料26の乾燥、灰化
の段階では発生する水蒸気や共存物質はキャリアガスと
共に試料注入孔4、2及びピペット挿入穴6を通して加
熱炉の外に除去される。次いで、高融点金属の酸化物膜
もしくは窒化物膜で表面を覆ったグラフファイト栓、窒
化ホウ素栓又は耐熱性金属栓(図示せず)でピペット挿
入穴6及び試料注入孔2、4を塞いだ後、キュベット1
への通電電圧を上げてより高い温度に発熱させて試料26
中の目的成分を蒸発気化し、同時に三方切換バルブ14
a、14bを開き、例えば赤外線ヒータ131で加熱された接
続チューブ121を通して該蒸発気化した目的成分を誘導
結合プラズマ質量分析装置のプラズマトーチ内に導入
し、励起イオン化する。このイオンを四重極マスフィル
タで質量分離して測定し、そのイオン強度から検量線を
用いて目的成分の濃度を算出する。以上の操作が終了
し、キュベット1、チューブ3が冷却した後、電磁弁2
4、25及び三方切換バルブ14a、14bを閉じ、再び試料の
注入して同様な操作を繰返して測定を行なう。
First, a sample is dropped into the cylindrical tube 3 through the pipette insertion hole 6 and the sample injection holes 2 and 4 with the second and third solenoid valves 24 and 25 closed. Subsequently, according to the heating programming of the control unit from the power supply, the electrode block 7a,
7b, a voltage is applied to both ends of the cuvette 1 through the electrodes 5a, 5b connected to the electrode blocks 7a, 7b to cause the cuvette 1 and the tube 3 to generate heat to a predetermined temperature, and the sample 26 in the tube 3 is discharged. Drying and incineration, second,
By opening the third solenoid valves 24 and 25, an inert gas (carrier gas) is supplied to the internal channels 11a and 1b of the heating furnace and the quartz pipe 9b as an inlet. As a result, water vapor and coexisting substances generated at the stage of drying and incineration of the sample 26 are removed out of the heating furnace through the sample injection holes 4 and 2 and the pipette insertion hole 6 together with the carrier gas. Next, the pipette insertion hole 6 and the sample injection holes 2 and 4 were closed with a graphite plug, a boron nitride plug or a heat-resistant metal plug (not shown) whose surface was covered with a high melting point metal oxide film or nitride film. Later, cuvette 1
Increase the energizing voltage to the sample to generate heat at a higher temperature.
Evaporate and evaporate the target component inside, and at the same time, three-way switching valve 14
a, open the 14b, it is introduced for example evaporation vaporized target component to an inductively coupled plasma mass spectrometer the plasma torch through the connection tube 12 1 which is heated by the infrared heaters 13 1, excited ionized. The ions are measured by mass separation using a quadrupole mass filter, and the concentration of the target component is calculated from the ion intensity using a calibration curve. After the above operation is completed and the cuvette 1 and the tube 3 are cooled, the solenoid valve 2
4, 25 and the three-way switching valves 14a and 14b are closed, the sample is injected again, and the same operation is repeated to perform measurement.

上述した蒸発気化した試料ガスの接続チューブ121
通してのプラズマトーチ部への導入に際し、該接続チュ
ーブ121の外側に加熱手段としての赤外線ヒータ131を設
けることによって、接続チューブ121の温度を容易に高
めることができ、そのチューブ121を流通する蒸発気化
した試料ガスが凝縮して吸着するのを抑制できる。その
結果、誘導結合プラズマ質量分析装置のプラズマトーチ
部への目的成分の導入効率を大幅に向上できると共に、
メモリ効果を解消できる。また、連続チューブ121を透
明で耐酸性の優れた材料(例えば石英ガラス)で形成す
ることによって、接続チューブ121における試料ガスの
吸着状態を外部から容易に監視することが可能となる。
その結果、常に接続部材への試料ガスの吸着のない状態
で分析することが可能となる。更に、接続チューブ121
の長さを10cm以下にすれば蒸発気化した試料ガスが接続
チューブ121に凝縮して吸着するのを抑制したり、或い
は試料ガスの流れが乱れたり、希釈されるのを抑制でき
る。
Upon introduction into a plasma torch unit through the connection tube 12 1 of vaporized sample gas as described above, by providing the infrared heater 13 1 as a heating means outside of the connecting tube 12 1, the temperature of the connecting tube 12 1 can be easily increased, it can suppress the sample gas evaporates flowing through the tube 12 1 is adsorbed to condense. As a result, the efficiency of introducing the target component into the plasma torch of the inductively coupled plasma mass spectrometer can be greatly improved,
The memory effect can be eliminated. Further, by forming of a material excellent in transparency and acid resistance of the continuous tube 12 1 (e.g., quartz glass), it is possible to easily monitor the adsorption state of the sample gas in the connection tube 12 1 from outside.
As a result, the analysis can be always performed in a state where the sample gas is not adsorbed to the connecting member. In addition, connecting tube 12 1
Of or prevent the the sample gas vaporized when the 10cm below adsorbed condensed in the connection tube 12 1 length, or disturbed flow of the sample gas can be prevented from being diluted.

更に、キュベット1とプラズマトーチ部の間に複数
個、例えば3個の接続チューブ121〜123を並列的に設
け、かつそれら接続チューブ121〜123の連結部に三方切
換バルブ14a、14bを設けることによって、例えば接続チ
ューブ121が試料ガスの吸着等により汚染された場合、
前記三方切換バルブ14a、14bを操作して他の接続チュー
ブ122又は123に切換えて試料ガスを流すことができるた
め、従来のような接続部材の取り外し、洗浄、接続及び
調整が不要となり、分析操作が中断されることなく簡便
かつ連続的に行なうことができる。
Furthermore, the cuvette 1 and the plasma plurality between the torch unit, for example, three connection tube 12 1 to 12 3 is provided in parallel, and their connecting tubes 12 1 to 12 3 of the connecting portion in the three-way switching valve 14a, 14b by providing, for example, if the connection tube 12 1 is contaminated by the adsorption or the like of the sample gas,
It is possible to flow the way switching valve 14a, by operating 14b other connecting tube 12 2 or 12 3 to switched sample gas, removal of the conventional type of connection members, cleaning, connection and adjustment is not required, The analysis operation can be performed simply and continuously without interruption.

以上のことから、誘導結合プラズマ質量分析装置にお
ける試料中の超微量成分を高感度で高精度かつ迅速に分
析することができる。
As described above, ultra-trace components in a sample in an inductively coupled plasma mass spectrometer can be analyzed with high sensitivity, high accuracy, and quickly.

事実、本実施例の誘導結合プラズマ質量分析用試料導
入装置を用い、次のような実験を行なうことによって、
試料中の超微量成分を精度よく分析できることが確認さ
れた。
In fact, by using the sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry of the present embodiment and conducting the following experiment,
It was confirmed that ultra-trace components in the sample could be analyzed with high accuracy.

実施例1−1 電極5a、5bとしてグラファイトからなるものを、キュ
ベット1として外径8mmφ、内径6mmφ、長さ28mm、中央
部に2mmφの試料注入孔を1つ有するグラファイトから
なるものを、円筒状チューブ3として外径5.5mmφ、内
径4.5mmφ、長さ26mm、中央部に2mmφの試料注入孔を1
つ有する高純度タンタルからなるものを夫々用いた。ま
た、前記電極5a、5b、キュベット1及び円筒状チューブ
3は加熱された不活性ガスや蒸発気化された試料ガスが
接触する部分の表面を厚さ約0.5μmのタンタル窒化物
膜で被覆した。なお、タンタル窒化物膜の被覆は、有機
タンタル化合物を所定の部材表面に塗布した後、窒素雰
囲気中で焼成することによって行なった。更に、加熱炉
の石英パイプ9aとプラズマトーチ部(図示せず)の間の
石英ガラス製の接続チューブ121(長さ5cm)を赤外線ヒ
ータ131で約200℃に加熱した。
Example 1-1 The electrodes 5a and 5b made of graphite, and the cuvette 1 made of graphite having an outer diameter of 8 mmφ, an inner diameter of 6 mmφ, a length of 28 mm, and a sample injection hole of 2 mmφ in the center was formed into a cylindrical shape. Tube 3 has an outer diameter of 5.5 mmφ, an inner diameter of 4.5 mmφ, a length of 26 mm, and a sample injection hole of 2 mmφ in the center.
Ones each made of high-purity tantalum were used. The electrodes 5a and 5b, the cuvette 1 and the cylindrical tube 3 were coated with a tantalum nitride film having a thickness of about 0.5 μm on the surface where the heated inert gas or the vaporized sample gas was in contact. Note that the coating of the tantalum nitride film was performed by applying an organic tantalum compound on a predetermined member surface and then firing in a nitrogen atmosphere. Furthermore, quartz pipe 9a and the plasma torch section of the heating furnace made of quartz glass connecting tube 12 1 (length 5 cm) between the (not shown) heated to about 200 ° C. In the infrared heater 13 1.

比較例1−1 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを5cmとした以外、上
記実施例1−1と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-1 At room temperature (about 25 ° C.) without heating a quartz glass connecting tube.
° C) and the length of the tube was set to 5 cm, to thereby assemble the same sample introduction device as in Example 1-1.

比較例1−2 石英ガラス製の接続チューブを赤外線ヒータで200℃
に加熱し、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例1−1と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-2 Connecting tube made of quartz glass at 200 ° C. with infrared heater
, And the same sample introduction device as in Example 1-1 was assembled except that the length of the tube was set to 20 cm.

比較例1−3 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例1−1と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-3 A connecting tube made of quartz glass was not heated, and was heated to room temperature (about 25
° C) and the length of the tube was set to 20 cm, and a sample introduction device similar to that in Example 1-1 was assembled.

しかして、本実施例1−1及び比較例1−1、1−
2、1−3の試料導入装置並びに誘導結合プラズマ質量
分析装置を用いてウラン標準溶液100pg/mlの試料10μl
と同標準溶液0pg/mlの試料10μlについて下記条件でイ
オン強度を測定した。
Thus, Example 1-1 and Comparative Examples 1-1 and 1--1
10 µl of a 100 pg / ml uranium standard solution using a sample introduction device of 2, 1-3 and an inductively coupled plasma mass spectrometer
The ionic strength of 10 μl of a 0 pg / ml standard solution was measured under the following conditions.

試料導入装置でのキャリアガス;4.0l/minのアルゴン。Carrier gas in sample introduction device; 4.0 l / min argon.

試料導入装置での乾燥;150℃、30sec。Drying in the sample introduction device; 150 ° C, 30 sec.

試料導入装置での灰化;1000℃、30sec。Ashing in the sample introduction device; 1000 ° C, 30 sec.

試料導入装置での蒸発気化;2800℃、7sec。Evaporation and evaporation in the sample introduction device; 2800 ° C, 7 sec.

プラズマトーチでの高周波電源の周波数;27.12MHz。Frequency of high frequency power supply in plasma torch; 27.12MHz.

プラズマトーチでの高周波電源の高周波出力;1.3kW。High frequency output of high frequency power supply with plasma torch; 1.3kW.

プラズマトーチでの冷却ガス;15l/min。Cooling gas in plasma torch; 15 l / min.

プラズマトーチでのプラズマガス;0.8l/min。Plasma gas in a plasma torch; 0.8 l / min.

以上の結果、本実施例1−1ではウラン標準溶液100p
g/mlの試料のイオン強度は490、同標準溶液0pg/mlの試
料のイオン強度は8であった。これに対し、比較例1−
1ではウラン標準溶液100pg/mlの試料のイオン強度は7
4、同標準溶液0pg/mlの試料のイオン強度は7となり、
接続チューブが加熱されていないために蒸発気化したウ
ランガスが接続チューブに吸着してウランのイオン強度
が減少した。また、比較例1−2ではウラン標準溶液10
0pg/mlの試料のイオン強度は220、同標準溶液0pg/mlの
試料のイオン強度は8となり、接続チューブの長さが20
cmと長いために蒸発気化したウランガスが希釈された
り、流れが乱れたり、或いは接続チューブに吸着してウ
ランのイオン強度が減少した。更に、比較例1−3では
ウラン標準溶液100pg/mlの試料のイオン強度は34、同標
準溶液0pg/mlの試料のイオン強度は5となり、接続チュ
ーブが加熱されていないこと、その長さが20cmと長いた
めに蒸発気化したウランガスが接続チューブに吸着され
たり、希釈されたり、或いは流れが乱れたりしてウラン
のイオン強度が大幅に減少した。
As a result, in Example 1-1, the uranium standard solution 100 p
The ionic strength of the sample of g / ml was 490, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 8. On the other hand, Comparative Example 1-
At 1, the ionic strength of the uranium standard solution 100 pg / ml sample is 7
4. The ionic strength of the sample of the same standard solution 0pg / ml is 7,
The uranium gas evaporated and vaporized because the connection tube was not heated was adsorbed to the connection tube, and the ionic strength of uranium was reduced. In Comparative Example 1-2, the uranium standard solution 10
The ionic strength of the sample of 0 pg / ml is 220, the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution is 8, and the length of the connecting tube is 20.
The uranium gas vaporized and evaporated due to its long length was diluted, the flow was disturbed, or the uranium ion intensity was reduced by adsorption to the connecting tube. Furthermore, in Comparative Example 1-3, the ionic strength of the sample of 100 pg / ml of the uranium standard solution was 34, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 5, indicating that the connecting tube was not heated and its length was The uranium gas evaporated and vaporized due to its long length of 20 cm was adsorbed on the connecting tube, diluted, or the flow was disturbed, and the ionic strength of uranium was greatly reduced.

実施例1−2 電極5a、5bとしてグラファイトからなるものを、キュ
ベット1として外径8mmφ、内径6mmφ、長さ28mm、中央
部に2mmφの試料注入孔を1つ有するグラファイトから
なるものを、円筒状チューブ3として外径5.5mmφ、内
径4.5mmφ、長さ26mm、中央部に2mmφの試料注入孔を1
つ有する高純度タングステンからなるものを夫々用い
た。また、前記電極5a、5b、キュベット1及び円筒状チ
ューブ3は加熱された不活性ガスや蒸発気化された試料
ガスが接触する部分の表面を厚さ約0.5μmのタングス
テン窒化物膜で被覆した。なお、タングステン窒化物膜
の被覆は有機タングステン化合物を所定の部材表面に塗
布した後、窒素雰囲気中で焼成することによって行なっ
た。更に、加熱炉の石英パイプ9aとプラズマトーチ部
(図示せず)の間の石英ガラス製の接続チューブ12
1(長さ5cm)を赤外線ヒータ131で約200℃に加熱した。
Example 1-2 The electrodes 5a and 5b were made of graphite, and the cuvette 1 was made of graphite having an outer diameter of 8 mmφ, an inner diameter of 6 mmφ, a length of 28 mm, and a central 2 mmφ sample injection hole having a cylindrical shape. Tube 3 has an outer diameter of 5.5 mmφ, an inner diameter of 4.5 mmφ, a length of 26 mm, and a sample injection hole of 2 mmφ in the center.
One made of high-purity tungsten was used. The electrodes 5a and 5b, the cuvette 1 and the cylindrical tube 3 were coated with a tungsten nitride film having a thickness of about 0.5 μm on the surface where the heated inert gas or the vaporized sample gas was in contact. The coating of the tungsten nitride film was performed by applying an organic tungsten compound to the surface of a predetermined member, followed by firing in a nitrogen atmosphere. Further, a connecting tube 12 made of quartz glass between the quartz pipe 9a of the heating furnace and a plasma torch part (not shown).
1 (length 5 cm) was heated to about 200 ° C. In the infrared heater 13 1.

比較例1−4 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを5cmとした以外、上
記実施例1−2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-4 A connecting tube made of quartz glass was not heated, and was heated to room temperature (about 25
° C) and the length of the tube was set to 5 cm, and a sample introduction device similar to that in Example 1-2 was assembled.

比較例1−5 石英ガラス製の接続チューブを赤外線ヒータで200℃
に加熱し、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例1−2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-5 Connecting tube made of quartz glass was heated to 200 ° C. with an infrared heater.
, And the same sample introduction device as in Example 1-2 was assembled except that the length of the tube was set to 20 cm.

比較例1−6 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例1−2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 1-6 The connecting tube made of quartz glass was not heated, and was heated to room temperature (about 25
° C) and the length of the tube was set to 20 cm, and a sample introduction device similar to that in Example 1-2 was assembled.

しかして、本実施例1−2及び比較例1−4、1−
5、1−6の試料導入装置並びに誘導結合プラズマ質量
分析装置を用いてトリウム標準溶液100pg/mlの試料10μ
lと同標準溶液0pg/mlの試料10μlについて灰化条件を
600℃、30secとした以外、上記実施例1−1と同様な条
件でイオン強度を測定した。その結果、本実施例1−2
ではトリウム標準溶液100pg/mlの試料のイオン強度は46
0、同標準溶液0pg/mlの試料のイオン強度は9であっ
た。これに対し、比較例1−4ではトリウム標準溶液10
0pg/mlの試料のイオン強度は65、同標準溶液0pg/mlの試
料のイオン強度は10となり、接続チューブが加熱されて
いないために蒸発気化したトリウムガスが接続チューブ
に吸着してトリウムのイオン強度が減少した。また、比
較例1−5ではトリウム標準溶液100pg/mlの試料のイオ
ン強度は210、同標準溶液0pg/mlの試料のイオン強度は
9となり、接続チューブの長さが20cmと長いために蒸発
気化したトリウムガスが希釈されたり、流れが乱れた
り、或いは接続チューブに吸着してトリウムのイオン強
度が減少した。更に、比較例1−6ではトリウム標準溶
液100pg/mlの試料のイオン強度は31、同標準溶液0pg/ml
の試料のイオン強度は9となり、接続チューブが加熱さ
れていないこと、その長さが20cmと長いために蒸発気化
したトリウムガスが接続チューブに吸着されたり、希釈
されたり、或いは流れが乱れたりしてトリウムのイオン
強度が大幅に減少した。
Thus, Example 1-2 and Comparative Examples 1-4, 1-
5, 10-6 samples of thorium standard solution 100 pg / ml using the sample introduction device of 1-6 and the inductively coupled plasma mass spectrometer.
ashing conditions for 10 μl of the same standard solution 0 pg / ml
The ionic strength was measured under the same conditions as in Example 1-1 except that the temperature was set to 600 ° C. and 30 seconds. As a result, the present Example 1-2
Then, the ionic strength of the 100 pg / ml sample of thorium standard solution is 46
The ionic strength of the sample of 0 and the same standard solution of 0 pg / ml was 9. On the other hand, in Comparative Example 1-4, thorium standard solution 10
The ionic strength of the 0 pg / ml sample is 65, and the ionic strength of the standard solution 0 pg / ml sample is 10.Thorium gas evaporated and vaporized because the connecting tube is not heated is adsorbed on the connecting tube and the thorium ion Strength decreased. In Comparative Example 1-5, the ionic strength of the sample of 100 pg / ml of thorium standard solution was 210, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 9, and the connecting tube was as long as 20 cm. The thorium gas was diluted, the flow was disturbed, or was adsorbed on the connecting tube, and the ionic strength of thorium was reduced. Further, in Comparative Example 1-6, the ionic strength of the sample of thorium standard solution 100 pg / ml was 31, and the standard solution was 0 pg / ml.
The sample has an ionic strength of 9, and the connecting tube is not heated and its length is as long as 20 cm, so thorium gas evaporated and vaporized may be adsorbed, diluted, or disturbed by the connecting tube. The ionic strength of thorium was greatly reduced.

このように本実施例1の試料導入装置では、ウランや
トリウムの測定において通常の誘導結合プラズマ質量分
析法に比べて約500倍、従来の蒸発気化法を併用した誘
導結合プラズマ質量分析法に比べて約10倍、ウランやト
リウムの検出感度が向上することがわかる。また、本実
施例1の試料導入装置では誘導結合プラズマ発光分析装
置にも利用でき、従来の蒸発気化法を併用した誘導結合
プラズマ発光分析法と比較しても更に約10倍の検出感度
の向上を達成できる。
As described above, in the sample introduction device of the first embodiment, the measurement of uranium and thorium is about 500 times as large as that of the ordinary inductively coupled plasma mass spectrometry, and is compared with the conventional inductively coupled plasma mass spectrometry using the conventional evaporative vaporization method. It is found that the detection sensitivity of uranium and thorium is improved about 10 times. In addition, the sample introduction device of the first embodiment can be used for an inductively coupled plasma emission spectrometer, and the detection sensitivity is further improved by about 10 times as compared with the conventional inductively coupled plasma emission spectrometry using the vaporization method. Can be achieved.

実施例2 電極5a、5bとしてグラファイトからなるものを、キュ
ベット1として外径8mmφ、内径6mmφ、長さ28mm、中央
部に2mmφの試料注入孔を1つ有するグラファイトから
なるものを用いた。なお、円筒状チューブは用いず、か
つ前記電極5a、5b及びキュベット1の表面被覆も行なわ
なかった。また、加熱炉の石英パイプ9aとプラズマトー
チ部(図示せず)の間の石英ガラス製の接続チューブ12
1(長さ5cm)を赤外線ヒータ131で約200℃に加熱した。
Example 2 The electrodes 5a and 5b were made of graphite, and the cuvette 1 was made of graphite having an outer diameter of 8 mm, an inner diameter of 6 mm, a length of 28 mm, and one sample injection hole of 2 mm in the center. No cylindrical tube was used, and the surfaces of the electrodes 5a and 5b and the cuvette 1 were not coated. Also, a quartz glass connecting tube 12 between the quartz pipe 9a of the heating furnace and the plasma torch part (not shown).
1 (length 5 cm) was heated to about 200 ° C. In the infrared heater 13 1.

比較例2−1 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを5cmとした以外、上
記実施例2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 2-1 A quartz tube was heated at room temperature (about 25
° C) and the length of the tube was 5 cm, and a sample introduction device similar to that of Example 2 was assembled.

比較例2−2 石英ガラス製の接続チューブを赤外線ヒータで200℃
に加熱し、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 2-2 Connecting tube made of quartz glass at 200 ° C. with infrared heater
Then, a sample introduction device similar to that of Example 2 was assembled except that the length of the tube was set to 20 cm.

比較例2−3 石英ガラス製の接続チューブを加熱せず、室温(約25
℃)とし、かつ該チューブの長さを20cmとした以外、上
記実施例2と同様な試料導入装置を組立てた。
Comparative Example 2-3 A connecting tube made of quartz glass was not heated and was heated to room temperature (about 25
° C) and the length of the tube was set to 20 cm, and a sample introduction device similar to that of Example 2 was assembled.

しかして、本実施例2及び比較例2−1、2−2、2
−3の試料導入装置並びに誘導結合プラズマ質量分析装
置を用いてアルミニウム標準溶液100pg/mlの試料10μl
と同標準溶液0pg/mlの試料10μlについて、実施例1−
1と同様な条件でイオン強度を測定した。その結果、本
実施例2ではアルミニウム標準溶液100pg/mlの試料のイ
オン強度は380、同標準溶液0pg/mlの試料のイオン強度
は2であった。これに対し、比較例2−1ではアルミニ
ウム標準溶液100pg/mlの試料のイオン強度は87、同標準
溶液0pg/mlの試料のイオン強度は2となり、接続チュー
ブが加熱されていないために蒸発気化したアルミニウム
ガスが接続チューブに吸着してアルミニウムのイオン強
度が減少した。また、比較例2−2ではアルミニウム標
準溶液100pg/mlの試料のイオン強度は190、同標準溶液0
pg/mlの試料のイオン強度は2となり、接続チューブの
長さが20cmと長いために蒸発気化したアルミニウムガス
が希釈されたり、流れが乱れたり、或いは接続チューブ
に吸着してアルミニウムのイオン強度が減少した。更
に、比較例2−3ではアルミニウム標準溶液100pg/mlの
試料のイオン強度は39、同標準溶液0pg/mlの試料のイオ
ン強度は2となり、接続チューブが加熱されていないこ
と、その長さが20cmと長いために、蒸発気化したアルミ
ニウムガスが接続チューブに吸着されたり、希釈された
り、或いは流れが乱れたりしてアルミニウムのイオン強
度が大幅に減少した。
Thus, Example 2 and Comparative Examples 2-1, 2-2, 2
10 μl sample of 100 pg / ml aluminum standard solution using the sample introduction device and the inductively coupled plasma mass spectrometer of -3
Example 1 for 10 μl of a 0 pg / ml sample of the same standard solution
The ionic strength was measured under the same conditions as in Example 1. As a result, in Example 2, the ionic strength of the sample of 100 pg / ml of the aluminum standard solution was 380, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 2. On the other hand, in Comparative Example 2-1, the ionic strength of the sample of 100 pg / ml of the aluminum standard solution was 87, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 2, and the connection tube was not heated, so that the sample was evaporated and vaporized. The oxidized aluminum gas was adsorbed on the connecting tube, and the ionic strength of aluminum was reduced. In Comparative Example 2-2, the ionic strength of a sample of 100 pg / ml of the aluminum standard solution was 190,
The ionic strength of the pg / ml sample is 2, and the length of the connecting tube is as long as 20 cm, so that the vaporized aluminum gas is diluted, the flow is disturbed, or the ionic strength of the aluminum is absorbed by the connecting tube. Diminished. Furthermore, in Comparative Example 2-3, the ionic strength of the sample of 100 pg / ml of the aluminum standard solution was 39, and the ionic strength of the sample of 0 pg / ml of the same standard solution was 2, indicating that the connecting tube was not heated and its length was Due to the long length of 20 cm, the vaporized aluminum gas was adsorbed on the connecting tube, diluted, or the flow was disturbed, and the ionic strength of aluminum was greatly reduced.

このように本実施例2の試料導入装置では、アルミニ
ウムの測定において通常の誘導結合プラズマ質量分析法
に比べて約500倍、従来の蒸発気化法を併用した誘導結
合プラズマ質量分析法に比べ約10倍、アルミニウムの検
出感度が向上することがわかる。また、本実施例2の試
料導入装置では誘導結合プラズマ発光分析装置にも利用
でき、従来の蒸発気化法を併用した誘導誘導結合プラズ
マ発光分析法と比較しても更に約10倍の検出感度の向上
を達成できる。
As described above, in the sample introduction device of the second embodiment, the measurement of aluminum is about 500 times that of the ordinary inductively coupled plasma mass spectrometry, and is about 10 times that of the conventional inductively coupled plasma mass spectrometry using the conventional evaporative vaporization method. It can be seen that the detection sensitivity of aluminum is improved. In addition, the sample introduction device of Example 2 can be used for an inductively coupled plasma emission spectrometer, and has a detection sensitivity that is about 10 times higher than that of a conventional inductively coupled plasma emission spectrometry combined with an evaporative vaporization method. Improvement can be achieved.

[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば誘導結合プラズマ
質量分析装置における試料中の超微量成分を高感度で高
精度かつ迅速に分析可能とした試料導入装置を提供でき
るものである。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a sample introduction device capable of analyzing ultra-trace components in a sample with high sensitivity, high accuracy, and rapidity in an inductively coupled plasma mass spectrometer. is there.

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

第1図は本発明の一実施例を示す誘導結合プラズマ質量
分析用試料導入装置の概略断面図である。 1……キュベット、2、4……試料注入孔、3……円筒
状チューブ、5a、5b……電極、7a、7b……電極ブロッ
ク、10a、10b……キャリアガス外部流路、11a、11b……
キャリアガス内部流路、121〜123……接続チューブ、13
1〜133……赤外線ヒータ(加熱手段)、14a、14b……三
方切換バルブ(流路切換部材)、15……ガス制御機構、
20……圧力スイッチ、24、25……電磁弁、26……試料。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a sample introduction device for inductively coupled plasma mass spectrometry showing one embodiment of the present invention. 1 ... cuvette, 2, 4 ... sample injection hole, 3 ... cylindrical tube, 5a, 5b ... electrode, 7a, 7b ... electrode block, 10a, 10b ... carrier gas external flow path, 11a, 11b ......
Carrier gas internal flow path, 12 1 to 12 3 … Connection tube, 13
1 to 13 3 ... infrared heater (heating means), 14a, 14b ... three-way switching valve (flow path switching member), 15 ... gas control mechanism,
20: Pressure switch, 24, 25: Solenoid valve, 26: Sample.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電気良導体からなる電極及び中央部に試料
注入孔を有する発熱物質からなる筒状のキュベットを備
えた加熱炉と、前記キュベットの一方の端部からその内
部及び他方の端部を通して誘導結合プラズマ質量分析装
置のプラズマトーチ部に不活性ガスを流すと共にこの不
活性ガスの流れを制御するガス制御機構とから構成され
た試料導入装置において、 前記キュベットと前記プラズマトーチ部との接続部材
は、透明な耐熱性材料で形成され、かつ加熱手段は前記
接続部材の外側にその接続部材の長手方向に亘る部分が
外部から目視できるように設られていることを特徴とす
る誘導結合プラズマ質量分析用試料導入装置。
1. A heating furnace having an electrode made of an electric conductor and a cylindrical cuvette made of a heating substance having a sample injection hole in the center, and a cuvette passing from one end to the inside and the other end of the cuvette. A gas control mechanism for flowing an inert gas to a plasma torch part of the inductively coupled plasma mass spectrometer and controlling the flow of the inert gas; a connection member between the cuvette and the plasma torch part; Is formed of a transparent heat-resistant material, and the heating means is provided outside the connecting member so that a portion extending in a longitudinal direction of the connecting member is visible from the outside. Sample introduction device for analysis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12325082B2 (en) * 2015-10-06 2025-06-10 Hypertherm, Inc. Controlling and delivering gases in a plasma arc torch and related systems and methods

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