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JP7845017B2 - Plasma-based elemental analysis device - Google Patents
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JP7845017B2 - Plasma-based elemental analysis device - Google Patents

Plasma-based elemental analysis device

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JP7845017B2 JP2022069728A JP2022069728A JP7845017B2 JP 7845017 B2 JP7845017 B2 JP 7845017B2 JP 2022069728 A JP2022069728 A JP 2022069728A JP 2022069728 A JP2022069728 A JP 2022069728A JP 7845017 B2 JP7845017 B2 JP 7845017B2
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本発明は、誘導結合プラズマ質量分析装置(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer:ICP-MS)や誘導結合プラズマ原子発光分光装置(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer:ICP-AES)等のプラズマを用いた元素分析装置に関する。 This invention relates to elemental analysis devices using plasma, such as inductively coupled plasma mass spectrometers (ICP-MS) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometers (ICP-AES).

ICP-MSは、高周波電流が流れる誘導コイルを有するプラズマトーチ内に生成されたアルゴンプラズマに試料導入系から試料を導入することにより生成されたイオンをイオンレンズ等のイオン収束部で収束させた後、四重極マスフィルタ等の質量分離器で質量分離したうえで検出器で検出することにより、試料に含まれる各元素の定性分析や定量分析を行うものである。 ICP-MS is a method for qualitative and quantitative analysis of individual elements in a sample. It involves introducing a sample into an argon plasma generated within a plasma torch containing an induction coil through which high-frequency current flows. The generated ions are then focused by an ion focusing unit such as an ion lens, followed by mass separation using a mass separator such as a quadrupole mass filter, and finally detected by a detector.

ICP-MSにおいて正確な分析を行うためには、以前の分析で導入された試料によって装置内に汚染が生じていないことが必要である。このような汚染が無い状態で試料に対する分析を行うために、特許文献1に記載のICP-MSでは、装置の起動後、試料の分析を行う前に、純水を用いた分析を行う。純水での分析の結果、予め設定された分析対象元素においていずれもそれぞれ所定値を超える量の元素が検出されなければ、試料の分析を実行する。一方、純水での分析の結果、分析対象元素のうちの1つ又はそれ以上において所定値を超える量の元素が検出されれば、文字の表示やランプの点灯等によって汚染が生じていることを分析者に通知する。この通知を受けた分析者は、装置を停止させ、装置の洗浄や部品の交換等のメンテナンスを実施する。 For accurate analysis using ICP-MS, it is necessary that the instrument is free from contamination by samples introduced in previous analyses. To ensure such contamination-free analysis of a sample, the ICP-MS described in Patent Document 1 performs an analysis using pure water after the instrument is started and before analyzing the sample. If the analysis with pure water does not detect any elements exceeding predetermined levels for any of the pre-set analyte elements, the sample analysis is performed. On the other hand, if the analysis with pure water detects one or more analyte elements exceeding predetermined levels, the instrument notifies the analyst of contamination through a text display or indicator light. Upon receiving this notification, the analyst stops the instrument and performs maintenance such as cleaning or replacing parts.

特開平10-106483号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-106483

特許文献1に記載のICP-MSでは、試料の分析開始前に純水の分析を行うため、試料の分析開始までに時間を要する。さらに、純水の分析を行った結果汚染が検出された場合には、装置を停止させたうえでメンテナンスを実施し、その後再度装置を起動して初めて、測定対象の試料の分析を開始することができるようになるため、試料の分析開始までに要する時間が一層長くなってしまう。 In the ICP-MS described in Patent Document 1, analysis of pure water is performed before the start of sample analysis, which requires time before the sample analysis can begin. Furthermore, if contamination is detected as a result of the pure water analysis, the device must be stopped for maintenance, and only after restarting the device can the analysis of the sample to be measured begin. This further increases the time required before the sample analysis can begin.

ここまでは誘導結合プラズマをイオン源とするICP-MSを例として説明したが、誘導結合プラズマを光源とするICP-AESや、さらには誘導結合プラズマ以外のプラズマをイオン源や光源として液体試料や粉体試料の元素分析を行う元素分析装置においても同様の問題が生じる。 Up to this point, we have explained using ICP-MS with inductively coupled plasma as the ion source as an example. However, similar problems arise in ICP-AES with inductively coupled plasma as the light source, and even in elemental analyzers that perform elemental analysis of liquid and powder samples using plasmas other than inductively coupled plasma as the ion source or light source.

本発明が解決しようとする課題は、装置の起動から分析開始までの時間を短縮することができる、プラズマを用いた元素分析装置を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a plasma-based elemental analyzer that can shorten the time from device startup to the start of analysis.

上記課題を解決するために成された本発明に係るプラズマを用いた元素分析装置は、
プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部が生成するプラズマに試料及びリンス液のいずれかを選択的に導入する試料・リンス液導入部と、
前記プラズマにより試料又はリンス液に含まれる元素がイオン化又は原子化することで発生するイオン又は光を検出することにより元素分析を実行する元素分析部と、
前記元素分析部により前記試料の元素分析を実行した後、前記プラズマを消灯する動作の前に、前記リンス液を前記プラズマに導入したうえで前記元素分析部による該リンス液の元素分析を実行するよう、前記試料・リンス液導入部及び前記元素分析部を制御する分析実行制御部と、
前記リンス液に対する元素分析が実行された後であって次回の試料の元素分析において前記プラズマを点灯する前に該リンス液に対して実行された元素分析の結果を表示する元素分析結果表示部と
を備える。
To solve the above problems, the plasma-based elemental analysis apparatus according to the present invention was developed.
A plasma generation unit that generates plasma,
A sample/rinse liquid introduction unit selectively introduces either a sample or a rinse liquid into the plasma generated by the plasma generation unit,
An elemental analysis unit that performs elemental analysis by detecting ions or light generated when elements contained in the sample or rinse solution are ionized or atomized by the plasma,
An analysis execution control unit controls the sample/rinse liquid introduction unit and the elemental analysis unit, so that after performing elemental analysis of the sample by the elemental analysis unit, before turning off the plasma, the rinse liquid is introduced into the plasma and then the elemental analysis of the rinse liquid is performed by the elemental analysis unit.
The system includes an elemental analysis result display unit that displays the results of the elemental analysis performed on the rinse solution after the elemental analysis of the rinse solution has been performed and before the plasma is lit for the elemental analysis of the next sample .

本発明に係る元素分析装置では、分析実行制御部は、試料に対する分析が終了した後に、プラズマを消灯する動作の前に(プラズマを停止させることなく)、リンス液(例えば純水)を試料・リンス液導入部からプラズマに導入したうえで、元素分析部でリンス液の元素分析を行う制御を実行する。リンス液の元素分析の実行後、プラズマを消灯(停止)する。リンス液の元素分析によって所定値を超える量の元素が検出された場合には、その結果が元素分析結果表示部に表示され、それを受けて分析者が装置の洗浄や部品の交換等のメンテナンスを実施する。一方、リンス液の元素分析によって所定値を超える量の元素が検出されなかった場合には、そのまま操作を終了すればよい。いずれの場合にも(前者の場合には次回の装置起動の前にメンテナンスを行っておくことにより)、次回の装置の起動時にはリンス液(純水)の分析を行う必要はなく、直ちに試料の分析を実行することができるため、試料の分析開始までの時間を短縮することができる。 In the elemental analyzer according to the present invention, after the analysis of the sample is completed, the analysis execution control unit, before turning off the plasma (without stopping the plasma), introduces a rinse solution (e.g., pure water) into the plasma from the sample/rinse solution introduction unit, and then executes control to perform elemental analysis of the rinse solution in the elemental analysis unit. After the elemental analysis of the rinse solution is performed, the plasma is turned off (stopped). If an amount of element exceeding a predetermined value is detected by the elemental analysis of the rinse solution, the result is displayed on the elemental analysis result display unit, and the analyst then performs maintenance such as cleaning the device or replacing parts. On the other hand, if an amount of element exceeding a predetermined value is not detected by the elemental analysis of the rinse solution, the operation can be terminated as is. In either case (by performing maintenance before the next device startup in the former case), it is not necessary to perform analysis of the rinse solution (pure water) when the device is started up again, and the analysis of the sample can be performed immediately, thus shortening the time until the start of sample analysis.

本発明に係る元素分析装置の第1実施形態であるICP-MSを示す概略構成図。A schematic diagram showing an ICP-MS, which is a first embodiment of the elemental analyzer according to the present invention. 第1実施形態のICP-MSの動作を示すフローチャート。A flowchart illustrating the operation of the ICP-MS in the first embodiment. 第1実施形態のICP-MSにおいてディスプレイに表示される画像の一例であって、試料のイオンの検出強度が閾値未満である例を示す図。A diagram showing an example of an image displayed on the display in the ICP-MS of the first embodiment, in which the detection intensity of ions in the sample is below the threshold. 第1実施形態のICP-MSにおいてディスプレイに表示される画像の他の例であって、試料のイオンの検出強度が閾値以上である例を示す図。This figure shows another example of an image displayed on the display in the ICP-MS of the first embodiment, in which the detection intensity of ions in the sample is above a threshold. 本発明に係る元素分析装置の第2実施形態であるICP-AESを示す概略構成図。A schematic diagram showing an ICP-AES, which is a second embodiment of the elemental analyzer according to the present invention.

図1~図4を用いて、本発明に係るプラズマを用いた元素分析装置の実施形態を説明する。 An embodiment of the plasma-based elemental analysis apparatus according to the present invention will be explained using Figures 1 to 4.

(1) 第1実施形態のプラズマを用いた元素分析装置であるICP-MSの構成
図1に、第1実施形態のプラズマを用いた元素分析装置であるICP-MS10の構成を示す。このICP-MS10は、ICPイオン源11と、オートサンプラ12と、質量分析計(前述の元素分析部に相当)15とを備える。ICPイオン源11は略大気圧であるイオン化室100内に収容され、質量分析計15はロータリポンプ及びターボ分子ポンプ(これらポンプは図示せず)により真空排気される真空室103内に収容されている。イオン化室100と真空室103の間には第1中間真空室101及び第2中間真空室102が設けられている。
(1) Configuration of the ICP-MS, an elemental analyzer using plasma according to the first embodiment Figure 1 shows the configuration of the ICP-MS10, an elemental analyzer using plasma according to the first embodiment. The ICP-MS10 comprises an ICP ion source 11, an autosampler 12, and a mass spectrometer (corresponding to the elemental analysis unit described above) 15. The ICP ion source 11 is housed in an ionization chamber 100 at approximately atmospheric pressure, and the mass spectrometer 15 is housed in a vacuum chamber 103 that is evacuated by a rotary pump and a turbomolecular pump (these pumps are not shown). A first intermediate vacuum chamber 101 and a second intermediate vacuum chamber 102 are provided between the ionization chamber 100 and the vacuum chamber 103.

ICPイオン源11は、オートサンプラ12から供給される液体試料をキャリアガス91により霧化するネプライザー111、ネブライザー111で生成された液体試料の霧の粒子のうち小さいものを選別して通過させるスプレーチャンバー112、及びプラズマトーチ(プラズマ生成部)113を有する。プラズマトーチ113は、スプレーチャンバー112を通過した液体試料の霧及びキャリアガスが流通する試料管と、該試料管の外周に形成された、補助ガスが通過する補助ガス管と、及び該補助ガス管の外周に形成された、プラズマガスが通過するプラズマ管とを有する(これら各管は図示せず)。プラズマ管の外側にはコイル1131が巻回されている。 The ICP ion source 11 includes a nebulizer 111 that atomizes the liquid sample supplied from the autosampler 12 with a carrier gas 91, a spray chamber 112 that separates and passes smaller particles of the liquid sample mist generated by the nebulizer 111, and a plasma torch (plasma generation unit) 113. The plasma torch 113 has a sample tube through which the liquid sample mist and carrier gas that have passed through the spray chamber 112 flow, an auxiliary gas tube formed on the outer circumference of the sample tube through which an auxiliary gas passes, and a plasma tube formed on the outer circumference of the auxiliary gas tube through which plasma gas passes (these tubes are not shown). A coil 1131 is wound around the outside of the plasma tube.

オートサンプラ12は、分析対象の液体試料を貯留する液体試料貯留部121と、リンス液である純水を貯留するリンス液貯留部122とを有し、前記試料・リンス液導入部に該当する。図1では液体試料貯留部121を1個のみ示しているが、複数種の試料を順次分析できるように液体試料貯留部121を複数個設けてもよい。これら液体試料貯留部121及びリンス液貯留部122は液体導入管123によりネプライザー111に接続されている。液体導入管123には液体試料貯留部121とリンス液貯留部122の間で移動可能なアーム124が設けられており、このアーム124が移動することにより、液体試料貯留部121及びリンス液貯留部122のうちのいずれか一方のみが選択的にネプライザー111と連通するようになっている。なお、アーム124を用いる代わりに、液体導入管123を分岐させて液体試料貯留部121とリンス液貯留部122にそれぞれ接続すると共に、流路を切り替える切替弁を設けることにより、液体試料貯留部121とリンス液貯留部122のいずれか一方のみを選択的にネプライザー111と連通させるようにしてもよい。 The autosampler 12 has a liquid sample storage section 121 for storing the liquid sample to be analyzed and a rinse solution storage section 122 for storing pure water, which is the rinse solution, and corresponds to the sample/rinse solution introduction section. Although only one liquid sample storage section 121 is shown in Figure 1, multiple liquid sample storage sections 121 may be provided to sequentially analyze multiple types of samples. These liquid sample storage sections 121 and rinse solution storage sections 122 are connected to the nebulizer 111 by a liquid introduction tube 123. The liquid introduction tube 123 is provided with an arm 124 that can move between the liquid sample storage section 121 and the rinse solution storage section 122, and by moving this arm 124, only one of the liquid sample storage section 121 or the rinse solution storage section 122 can be selectively connected to the nebulizer 111. Alternatively, instead of using the arm 124, the liquid introduction tube 123 may be branched and connected to the liquid sample storage section 121 and the rinse liquid storage section 122, respectively, and a switching valve may be provided to switch the flow path, thereby selectively connecting only one of the liquid sample storage section 121 or the rinse liquid storage section 122 to the nebulizer 111.

質量分析計15は、プリロッド電極とメインロッド電極とを含む四重極マスフィルタ151と、イオン検出器152とを備える。 The mass spectrometer 15 comprises a quadrupole mass filter 151 including a pre-rod electrode and a main rod electrode, and an ion detector 152.

第2中間室102には、イオンを収束させるためのイオンレンズ14が配置されている。 An ion lens 14 for focusing ions is located in the second intermediate chamber 102.

ICP-MS10はさらに、分析実行制御部17と、データ分析部18と、データ記憶部181と、元素分析結果表示部19とを備える。 The ICP-MS10 further comprises an analysis execution control unit 17, a data analysis unit 18, a data storage unit 181, and an elemental analysis result display unit 19.

分析実行制御部17は、ICPイオン源11、オートサンプラ12、イオンレンズ14、及び質量分析計15の動作を制御する。ここでオートサンプラ12に対しては、分析実行制御部17は、アーム124を移動させることにより液体試料貯留部121とネプライザー111を連通させて液体試料の分析を実行させた後、プラズマトーチ113を停止させることなく、リンス液貯留部122とネプライザー111とを連通するようにアーム124を移動させてリンス液の分析を実行させるよう、制御を行う。 The analysis execution control unit 17 controls the operation of the ICP ion source 11, autosampler 12, ion lens 14, and mass spectrometer 15. For the autosampler 12, the analysis execution control unit 17 controls the movement of the arm 124 to connect the liquid sample reservoir 121 and the nebulizer 111, thereby performing analysis of the liquid sample. Then, without stopping the plasma torch 113, the arm 124 is moved to connect the rinse solution reservoir 122 and the nebulizer 111, thereby performing analysis of the rinse solution.

質量分析計15に対しては、分析の目的に応じて、定性分析又は定量分析を実行するように制御を行う。試料に含まれる元素の種類を特定することを目的とする場合には、イオン検出器152に到達するイオンのm/zを所定の範囲内で切り替えてゆくように四重極マスフィルタ151を制御する(定性分析)。一方、特定の元素の含有量を精密に求める場合には、m/zを該元素の値に固定するように四重極マスフィルタ151を制御し、定性分析よりも長い時間を掛けてイオン検出器152で検出を行い、予め作成された検量線に検出結果を適用することにより定量を行う(定量分析)。また、まず定性分析で試料に含まれる元素の種類を特定したうえで、特定された元素に対して定量分析を行うようにしてもよい。あるいは、元素の含有量を大まかに求めれば良い場合には、定性分析の際に得られたm/z毎の検出強度に基づいて定量を行ってもよい(半定量分析)。 The mass spectrometer 15 is controlled to perform either qualitative or quantitative analysis depending on the purpose of the analysis. If the purpose is to identify the types of elements contained in the sample, the quadrupole mass filter 151 is controlled to switch the m/z of the ions reaching the ion detector 152 within a predetermined range (qualitative analysis). On the other hand, if the content of a specific element needs to be precisely determined, the quadrupole mass filter 151 is controlled to fix the m/z to the value of that element, detection is performed by the ion detector 152 over a longer period than in qualitative analysis, and quantification is performed by applying the detection results to a pre-prepared calibration curve (quantitative analysis). Alternatively, the types of elements contained in the sample may be identified first through qualitative analysis, and then quantitative analysis may be performed on the identified elements. Or, if a rough determination of the element content is sufficient, quantification may be performed based on the detection intensity for each m/z obtained during the qualitative analysis (semi-quantitative analysis).

データ分析部18は、イオン検出器152から検出信号を受信し、その検出信号に基づいてm/z毎の検出強度を求める。定性分析の場合には、該検出強度のデータに基づいて、試料に含まれる元素を特定する。得られた検出強度のデータや元素の特定の結果はデータ記憶部181に記憶される。後述するリンス液の元素分析では、定性分析を行ったうえで該定性分析の際に取得したm/z毎の検出強度をデータ記憶部181に記憶する。 The data analysis unit 18 receives a detection signal from the ion detector 152 and determines the detection intensity for each m/z based on that detection signal. In the case of qualitative analysis, the elements contained in the sample are identified based on the detection intensity data. The obtained detection intensity data and the results of element identification are stored in the data storage unit 181. In the elemental analysis of the rinse solution described later, a qualitative analysis is performed, and the detection intensity for each m/z obtained during that qualitative analysis is stored in the data storage unit 181.

元素分析結果表示部19は、元素分析結果表示制御部191とディスプレイ192とを有する。元素分析結果表示制御部191は、データ分析部18で得られたデータに基づいて、定量分析で得られた分析対象の試料が含有する元素の定量の結果をディスプレイ192に表示させる制御を行うと共に、検出強度が所定値を超えた元素の元素名及びその定量値を強調して表示させる制御を行う。また、元素分析結果表示部19は、リンス液(純水)の試料に対する半定量分析で得られた検出強度が所定値を超えた元素の元素名及びその半定量値を強調して表示させる制御を行う。 The elemental analysis result display unit 19 comprises an elemental analysis result display control unit 191 and a display 192. The elemental analysis result display control unit 191 controls the display 192 to show the quantitative results of the elements contained in the sample obtained by quantitative analysis, based on the data obtained by the data analysis unit 18. It also controls the display to highlight the element names and their quantitative values for elements whose detection intensity exceeds a predetermined value. Furthermore, the elemental analysis result display unit 19 controls the display to highlight the element names and their semi-quantitative values for elements whose detection intensity exceeds a predetermined value, obtained from semi-quantitative analysis of the rinse solution (pure water) sample.

分析実行制御部17、データ分析部18及び元素分析結果表示制御部191は、CPU等のハードウエア及びソフトウエアによって具現化される。 The analysis execution control unit 17, the data analysis unit 18, and the elemental analysis result display control unit 191 are implemented using hardware such as a CPU and software.

その他、ICP-MS10は、分析者が分析開始・終了の指示等を入力するためのキーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを有する(図示省略)。 In addition, the ICP-MS10 has input devices such as a keyboard, mouse, and touch panel for the analyst to input instructions for starting and ending the analysis (not shown in the diagram).

(2) 第1実施形態のICP-MSの動作
図2のフローチャートを用いて、第1実施形態のICP-MS10の動作を説明する。
(2) Operation of the ICP-MS of the first embodiment The operation of the ICP-MS 10 of the first embodiment will be explained using the flowchart in Figure 2.

まず、分析者が所定の操作を行うことにより、測定条件を格納したメソッドファイルを開く(ステップ1)。但し、この時点では分析実行制御部17、データ分析部18、及び元素分析結果表示部19を構成するハードウエア及びソフトウエアのみが起動し、プラズマトーチ113等は起動しない。 First, the analyst opens the method file containing the measurement conditions by performing a predetermined operation (Step 1). However, at this point, only the hardware and software constituting the analysis execution control unit 17, data analysis unit 18, and elemental analysis result display unit 19 are activated; the plasma torch 113, etc., are not activated.

元素分析結果表示制御部191は、メソッドファイルと共に、データ記憶部181に記憶されている、前回の分析終了時に実行されたリンス液(純水)に対する元素分析の結果をディスプレイ192に表示する(ステップ2。リンス液の元素分析やその表示に関する詳細は後述のステップ7~9を参照。)。分析者は、ディスプレイ192に表示されたリンス液の分析結果を確認する。 The elemental analysis result display control unit 191 displays the results of the elemental analysis of the rinse solution (pure water) performed at the end of the previous analysis, along with the method file, stored in the data storage unit 181, on the display 192 (Step 2. For details regarding the elemental analysis of the rinse solution and its display, see Steps 7-9 below). The analyst confirms the analysis results of the rinse solution displayed on the display 192.

その結果、装置が汚染されていることを示す元素名や半定量値(又は検出強度)の強調表示(詳細は後述)がなされていない場合や、それらが表示されていても前回の分析終了後に装置の洗浄や部品の交換等のメンテナンスが実施されている場合には、このまま試料の分析を実行しても問題がない。これらの場合には、分析者が試料の分析を開始するための所定の操作を行うことにより、プラズマを点灯させる(ステップ3でYES→ステップ5)。一方、上記の表示がされた場合において前回の分析終了後にメンテナンスが実施されていなければ、プラズマを点灯させることなく、分析者がメンテナンスを実施する(ステップ3でNO→ステップ4)。メンテナンスの完了後、分析者が所定の操作を行うことでステップ5に移行し、プラズマが点灯する。 As a result, if the elemental names or semi-quantitative values (or detection intensities) indicating contamination of the instrument are not highlighted (details below), or if they are displayed but maintenance such as cleaning or parts replacement has been performed on the instrument since the last analysis, then it is acceptable to proceed with the sample analysis. In these cases, the analyst will perform the prescribed operation to start the sample analysis, thereby igniting the plasma (YES in Step 3 → Step 5). On the other hand, if the above indications are displayed and maintenance has not been performed since the last analysis, the analyst will perform the maintenance without igniting the plasma (NO in Step 3 → Step 4). After the maintenance is complete, the analyst will perform the prescribed operation, proceeding to Step 5, and the plasma will be ignited.

プラズマの点灯後、分析実行制御部17は、液体試料貯留部121とネプライザー111が連通するようにオートサンプラ12のアーム124を移動させる。これにより、液体試料貯留部121内に貯留されている液体に含まれる試料に対する分析が以下のように実行される(ステップ6)。 After the plasma is lit, the analysis execution control unit 17 moves the arm 124 of the autosampler 12 so that the liquid sample storage unit 121 and the nebulizer 111 are in communication. This allows for the analysis of the sample contained in the liquid stored in the liquid sample storage unit 121 to be performed as follows (step 6).

液体試料貯留部121内の試料を含む液体はネプライザー111及びスプレーチャンバー112を通して霧状となってプラズマトーチ113に導入され、プラズマトーチ113で生成されるプラズマによって試料がイオン化される。イオン化された試料は、第1中間真空室101及び第2中間真空室102を通過して真空室103内の質量分析計15に導入される。質量分析計15では、四重極マスフィルタ151に印加する電圧を時間変化させてゆくことにより、時間毎に異なるm/zの値を有するイオンがイオン検出器152で検出される。データ分析部18は、これらイオンの検出のタイミング(m/z)及び検出強度に基づいて、当該試料に含まれる元素を特定する。m/z毎の検出強度、及び特定された元素はデータ記憶部181に記憶される。このステップにおいてさらに(又は上記の操作の代わりに)、分析対象の試料に対して、m/zを特定の値に固定してイオンを検出する定量分析を行う。 The liquid containing the sample in the liquid sample storage unit 121 is atomized and introduced into the plasma torch 113 via the nebulizer 111 and spray chamber 112. The sample is ionized by the plasma generated in the plasma torch 113. The ionized sample passes through the first intermediate vacuum chamber 101 and the second intermediate vacuum chamber 102 and is introduced into the mass spectrometer 15 in the vacuum chamber 103. In the mass spectrometer 15, by varying the voltage applied to the quadrupole mass filter 151 over time, ions with different m/z values at each time interval are detected by the ion detector 152. The data analysis unit 18 identifies the elements contained in the sample based on the detection timing (m/z) and detection intensity of these ions. The detection intensity for each m/z and the identified elements are stored in the data storage unit 181. In this step, or instead of the above operation, a quantitative analysis is performed on the sample to be analyzed, detecting ions with the m/z fixed to a specific value.

こうして或る1つの試料の分析を実行した後、他に分析対象の試料があれば(ステップ7でNo)、ステップ6に戻って他の試料の分析を実行する。一方、他に分析対象の試料がなければ(ステップ7でYes)、プラズマを点灯したまま、リンス液に対する分析を実行する(ステップ8)。リンス液の分析は、まず、分析実行制御部17がリンス液貯留部122とネプライザー111が連通するようにオートサンプラ12のアーム124を移動させる。これにより、リンス液貯留部122に貯留されているリンス液(純水)の霧がプラズマトーチ113に導入される。リンス液はプラズマトーチ113内やそこに至るまでの流路を洗浄する役割を有すると共に、試料による汚染の有無を検出する役割を有する。すなわち、プラズマトーチ113内やそこに至るまでの流路が試料に汚染されていなければイオン検出器152では試料由来のイオンが検出されないのに対して、汚染が生じていれば試料由来のイオンが試料を分析する際と同様の経過を経てイオン検出器152で検出される。 After performing the analysis of one sample, if there are other samples to be analyzed (No in step 7), the process returns to step 6 to perform the analysis of the other samples. On the other hand, if there are no other samples to be analyzed (Yes in step 7), the plasma remains lit, and the analysis of the rinse solution is performed (step 8). For the analysis of the rinse solution, the analysis execution control unit 17 first moves the arm 124 of the autosampler 12 so that the rinse solution reservoir 122 and the nebulizer 111 are in communication. This introduces a mist of the rinse solution (pure water) stored in the rinse solution reservoir 122 into the plasma torch 113. The rinse solution serves to clean the inside of the plasma torch 113 and the flow path leading to it, and also to detect the presence or absence of contamination by the sample. That is, if the inside of the plasma torch 113 and the flow path leading to it are not contaminated with the sample, the ion detector 152 will not detect ions originating from the sample. Conversely, if contamination occurs, ions originating from the sample will be detected by the ion detector 152 through the same process as when analyzing the sample.

データ分析部18は、リンス液に対する分析で得られたm/z毎の検出強度に基づいて、検出された元素及び半定量値を特定すると共に、特定された元素毎に半定量値(又は検出強度)が所定の閾値を上回っているか否かを分析する。ここで検出の対象とする元素は、測定対象の試料が含有し得る元素に限定してもよいし、それ以外の元素も含めるようにしてもよい。測定対象の試料が含有し得る元素に限定する場合には、限定対象の元素及びそれら元素に対応する閾値を予めメソッドファイルに格納しておき、それらをデータ分析部18が参照するようにすればよい。あるいは、メソッドファイルに登録されている、検出対象の元素の定量に用いる検量線において設定されている濃度範囲に基づいてソフトウエアが当該元素に対応する閾値を決定するようにしてもよい。元素分析結果表示制御部191は、データ分析部18から分析結果のデータを取得し、特定された元素及びそれらの半定量値(同上)を表示させ、さらに半定量値(同上)が閾値を上回った元素及び該半定量値(同上)を強調表示するよう、ディスプレイ192を制御する(ステップ9)。分析者はディスプレイ192に表示されたリンス液の分析結果を確認し、装置が汚染されていることを示す強調表示がされていれば、直ぐに、又は次回分析を開始する前に装置のメンテナンスを行う。 The data analysis unit 18 identifies the detected elements and their semi-quantitative values based on the detection intensity for each m/z obtained from the analysis of the rinse solution, and analyzes whether the semi-quantitative value (or detection intensity) for each identified element exceeds a predetermined threshold. The elements to be detected here may be limited to elements that can be contained in the sample being measured, or other elements may be included. If the elements to be detected are limited to elements that can be contained in the sample being measured, the elements to be limited and the thresholds corresponding to those elements may be stored in a method file in advance, and the data analysis unit 18 may refer to them. Alternatively, the software may determine the threshold corresponding to the element based on the concentration range set in the calibration curve used for the quantification of the elements to be detected, which is registered in the method file. The elemental analysis result display control unit 191 acquires the analysis result data from the data analysis unit 18, displays the identified elements and their semi-quantitative values (same as above), and further controls the display 192 to highlight the elements whose semi-quantitative values (same as above) exceed the threshold and the semi-quantitative values (same as above) (step 9). The analyst will check the analysis results of the rinse solution displayed on display 192. If a highlighting indicating contamination of the device is shown, the device will be maintained immediately or before the next analysis begins.

ディスプレイ192の表示の確認後、分析者が所定の操作を行ってプラズマを消灯する(ステップ10)ことにより、一連の動作は終了する。 After confirming the display on display 192, the analyst performs a predetermined operation to turn off the plasma (step 10), thereby completing the series of operations.

図3A及びBに、ステップ2及び9においてディスプレイ192に表示される、リンス液に対する元素分析結果の例を示す。図3A及びBのいずれも、特定された元素及び元素毎の検出強度に基づいて求めた半定量値の表をディスプレイ192に表示したものである。これらのうち図3Aの例では、分析対象の複数の元素がいずれも検出されていないため、強調表示はされていない。一方、図3Bの例では、分析対象の複数の元素のうちの2つ(Fe, Ni)が閾値以上の半定量値を有しており、それらは試料による汚染に由来すると考えられる。そのため、これら2つの元素は他の元素よりも太い文字で元素名及び半定量値を表示すると共に他の元素とは異なる背景色で表示することにより強調されており、それを見た分析者が汚染の存在に気づくことができる。なお、強調表示の方法はこの例には限定されず、例えば、元素名及び半定量値を他の元素とは異なる色で表示したり、矢印等の記号や注意喚起の文字を表示してもよい。また、半定量値の代わりに検出強度を表示してもよい。 Figures 3A and 3B show examples of elemental analysis results for the rinse solution displayed on the display 192 in steps 2 and 9. Both Figures 3A and 3B display a table on the display 192 showing the identified elements and semi-quantitative values determined based on the detection intensity of each element. In the example in Figure 3A, none of the multiple elements to be analyzed were detected, so they are not highlighted. On the other hand, in the example in Figure 3B, two of the multiple elements to be analyzed (Fe and Ni) have semi-quantitative values above the threshold, which are thought to be due to contamination by the sample. Therefore, these two elements are highlighted by displaying their element names and semi-quantitative values in bolder letters and using a different background color than the other elements, allowing the analyst to notice the presence of contamination. Note that the highlighting method is not limited to this example; for example, element names and semi-quantitative values could be displayed in a different color than other elements, or symbols such as arrows or warning text could be displayed. Alternatively, detection intensity could be displayed instead of semi-quantitative values.

従来のICP-MSでは、装置の起動時に、プラズマを点灯させたうえで純水の分析を行い、装置の汚染を示す元素が検出されれば、プラズマトーチを消灯して装置のメンテナンスを行い、その後、再度プラズマを点灯させた後に試料の分析を開始していた。このように試料の分析開始前に純水の分析が必要であるうえに、装置が汚染されていればプラズマトーチの点灯と消灯を繰り返す作業を行っていたため、試料の分析開始までに時間を要していた。それに対して本実施形態のICP-MS10によれば、装置の起動時にはリンス液(純水)の分析を行う必要がなく、一度プラズマを点灯させれば消灯することなく試料の分析を行うことができるため、装置の起動から分析開始までの時間を短縮することができる。 In conventional ICP-MS systems, the plasma is lit and pure water is analyzed during startup. If elements indicating contamination of the system are detected, the plasma torch is turned off for maintenance. Afterward, the plasma is lit again before starting the sample analysis. This required analysis of pure water before sample analysis, and if the system was contaminated, the plasma torch had to be repeatedly turned on and off, resulting in a significant delay before sample analysis could begin. In contrast, with the ICP-MS 10 of this embodiment, there is no need to analyze the rinse solution (pure water) during startup. Once the plasma is lit, sample analysis can be performed without turning it off, thus shortening the time from system startup to the start of analysis.

(3) 第2実施形態のプラズマを用いた元素分析装置であるICP-AESの構成
図4に、第2実施形態のプラズマを用いた元素分析装置であるICP-AES20の構成を示す。このICP-AES20は、ICPイオン源21と、オートサンプラ22と、集光レンズ23と、スリット24と、回折格子25と、マルチチャンネル型検出器26とを有する。
(3) Configuration of the ICP-AES, an elemental analyzer using plasma according to the second embodiment Figure 4 shows the configuration of the ICP-AES 20, an elemental analyzer using plasma according to the second embodiment. The ICP-AES 20 includes an ICP ion source 21, an autosampler 22, a focusing lens 23, a slit 24, a diffraction grating 25, and a multi-channel detector 26.

ICPイオン源21は、第1実施形態のICP-MS10におけるICPイオン源11と同様の構成を有する。オートサンプラ22は、第1実施形態のICP-MS10におけるオートサンプラ12と同様の構成であって、液体試料貯留部221と、リンス液貯留部222と、液体導入管223と、アーム224とを有する。アーム224が移動することにより、液体試料とリンス液のいずれか一方がICPイオン源21のネプライザー211に導入される。ICPイオン源21では、導入された液体試料又はリンス液が、ネブライザー211で霧化され、スプレーチャンバー212を経てプラズマトーチ213に導入された後、プラズマ炎によって励起される。これにより、液体試料又はリンス液に含まれる元素に対応した特定の波長を有する光が発光する。 The ICP ion source 21 has the same configuration as the ICP ion source 11 in the ICP-MS 10 of the first embodiment. The autosampler 22 has the same configuration as the autosampler 12 in the ICP-MS 10 of the first embodiment, and includes a liquid sample storage section 221, a rinse liquid storage section 222, a liquid introduction tube 223, and an arm 224. By moving the arm 224, either the liquid sample or the rinse liquid is introduced into the nebulizer 211 of the ICP ion source 21. In the ICP ion source 21, the introduced liquid sample or rinse liquid is atomized by the nebulizer 211, introduced into the plasma torch 213 via the spray chamber 212, and then excited by the plasma flame. This causes light with a specific wavelength corresponding to the elements contained in the liquid sample or rinse liquid to be emitted.

集光レンズ23はプラズマトーチ213で発光した光を集光するレンズである。スリット24は集光レンズ23で集光された光のうちの一部を通過させるものである。回折格子25は、スリット24を通過した光を波長分散させるものである。マルチチャンネル型検出器26は、回折格子25で波長分散した光の波長毎の強度を検出するものである。ここで検出される波長毎の光の強度は、液体試料又はリンス液に含まれる、各波長に対応する元素の量に対応する。上記の機能を有する回折格子25及びマルチチャンネル型検出器26は、本発明における元素分析部に相当する。 The focusing lens 23 is a lens that focuses the light emitted by the plasma torch 213. The slit 24 allows a portion of the light focused by the focusing lens 23 to pass through. The diffraction grating 25 disperses the light that has passed through the slit 24 by wavelength. The multi-channel detector 26 detects the intensity of the light dispersed by the diffraction grating 25 at each wavelength. The intensity of the light at each wavelength detected here corresponds to the amount of the element corresponding to each wavelength contained in the liquid sample or rinsing solution. The diffraction grating 25 and the multi-channel detector 26 having the above functions correspond to the elemental analysis unit in this invention.

ICP-AES20はさらに、分析実行制御部27と、データ分析部28と、データ記憶部281と、元素分析結果表示部29とを備える。元素分析結果表示部29は、元素分析結果表示制御部291と、ディスプレイ292とを有する。 The ICP-AES20 further comprises an analysis execution control unit 27, a data analysis unit 28, a data storage unit 281, and an elemental analysis result display unit 29. The elemental analysis result display unit 29 includes an elemental analysis result display control unit 291 and a display 292.

分析実行制御部27は、プラズマトーチ213及びオートサンプラ22を制御する。ここでオートサンプラ22に対しては、分析実行制御部27は、液体試料貯留部221とネプライザー211とを連通するようにアーム224を移動させて液体試料の分析を実行させた後、プラズマトーチ213を停止させることなく、リンス液貯留部222とネプライザー211とを連通するようにアーム224を移動させてリンス液の分析を実行させるよう、制御を行う。 The analysis execution control unit 27 controls the plasma torch 213 and the autosampler 22. Here, the analysis execution control unit 27 controls the autosampler 22 by moving the arm 224 to connect the liquid sample storage unit 221 and the nebulizer 211 to perform analysis of the liquid sample. Then, without stopping the plasma torch 213, it moves the arm 224 to connect the rinse solution storage unit 222 and the nebulizer 211 to perform analysis of the rinse solution.

データ分析部28は、マルチチャンネル型検出器26で検出された波長毎の光の強度に対応する検出信号を該マルチチャンネル型検出器26から受信し、その検出信号に基づいて、試料が含有する元素の特定及び定量を行う。元素の特定及び定量の結果はデータ記憶部281に記憶される。 The data analysis unit 28 receives detection signals from the multi-channel detector 26 corresponding to the light intensity for each wavelength detected by the detector, and identifies and quantifies the elements contained in the sample based on these detection signals. The results of element identification and quantification are stored in the data storage unit 281.

元素分析結果表示制御部291は、データ分析部28で得られた、試料が含有する元素の特定及び定量の結果をディスプレイ292に表示させるための制御を行い、ディスプレイ192は元素分析結果表示制御部291の制御に基づいて前記結果を表示する。 The elemental analysis result display control unit 291 controls the display 292 to display the results of the identification and quantification of elements contained in the sample, obtained by the data analysis unit 28. The display 192 displays the results based on the control of the elemental analysis result display control unit 291.

その他、ICP-AES20は、分析者が分析開始・終了の指示等を入力するためのキーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを有する(図示省略)。 In addition, the ICP-AES20 has input devices such as a keyboard, mouse, and touch panel for the analyst to input instructions for starting and ending the analysis (not shown in the diagram).

(4) 第2実施形態のICP-AESの動作
ICP-AES20による分析の動作の流れは、基本的にはICP-MSと同様である。そのため、図2を参照しつつ、その動作を説明する。
(4) Operation of ICP-AES in the second embodiment The operation flow of analysis using ICP-AES20 is basically the same as that of ICP-MS. Therefore, its operation will be explained with reference to Figure 2.

まず、分析者が所定の操作を行うことにより、ICP-AES20の電源をONにする。この時点では分析実行制御部27、データ分析部28、及び元素分析結果表示部29を構成するハードウエア及びソフトウエアのみが起動し、プラズマトーチ213等は起動しない。 First, the analyst turns on the ICP-AES20 by performing a predetermined operation. At this point, only the hardware and software constituting the analysis execution control unit 27, data analysis unit 28, and elemental analysis result display unit 29 are activated; the plasma torch 213 and other components are not activated.

元素分析結果表示制御部291は、データ記憶部281に記憶されている、前回の分析終了時に実行されたリンス液(純水)に対する元素分析の結果をディスプレイ292に表示する(ステップ2)。分析者は、ディスプレイ292に表示されたリンス液の分析結果を確認する。その結果、装置が汚染されていることを示す表示がされていない場合や、それらが表示されていても前回の分析終了後にメンテナンスが実施されている場合には、試料の分析を開始するための所定の操作を行うことによりプラズマを点灯させる(ステップ3でYES→ステップ5)。一方、上記の表示がされた場合において前回の分析終了後にメンテナンスが実施されていなければ、プラズマを点灯させることなくメンテナンスを実施し、メンテナンスの完了後、プラズマを点灯させる(ステップ5)。 The elemental analysis result display control unit 291 displays the results of the elemental analysis of the rinse solution (pure water) performed at the end of the previous analysis, which are stored in the data storage unit 281, on the display 292 (Step 2). The analyst confirms the analysis results of the rinse solution displayed on the display 292. If no indication of contamination of the device is displayed, or if maintenance has been performed since the end of the previous analysis even if such indications are displayed, the plasma is turned on by performing a predetermined operation to start the sample analysis (YES in Step 3 → Step 5). On the other hand, if the above indications are displayed and maintenance has not been performed since the end of the previous analysis, maintenance is performed without turning on the plasma, and the plasma is turned on after the maintenance is completed (Step 5).

プラズマの点灯後、分析実行制御部27は、液体試料貯留部221とネプライザー211が連通するようにオートサンプラ22のアーム224を移動させる。これにより、液体試料に対する分析が実行される(ステップ6)。すなわち、液体試料貯留部221内の試料を含む液体がネブライザー211で霧化され、スプレーチャンバー212を経てプラズマトーチ213に導入された後、プラズマ炎によって励起されることにより、液体試料に含まれる元素に対応した特定の波長を有する光が発光する。発光した光は集光レンズ23及びスリット24を通過して回折格子25で波長分散され、マルチチャンネル型検出器26で波長毎の強度が検出される。マルチチャンネル型検出器26の検出信号はデータ分析部28に送信され、試料が含有する元素の特定及び定量が実行される。 After the plasma is lit, the analysis execution control unit 27 moves the arm 224 of the autosampler 22 so that the liquid sample storage unit 221 and the nebulizer 211 are in communication. This performs the analysis of the liquid sample (step 6). Specifically, the liquid containing the sample in the liquid sample storage unit 221 is atomized by the nebulizer 211, introduced into the plasma torch 213 via the spray chamber 212, and then excited by the plasma flame, emitting light with a specific wavelength corresponding to the elements contained in the liquid sample. The emitted light passes through the focusing lens 23 and slit 24, is wavelength-dispersed by the diffraction grating 25, and the intensity for each wavelength is detected by the multi-channel detector 26. The detection signal from the multi-channel detector 26 is transmitted to the data analysis unit 28, where the elements contained in the sample are identified and quantified.

以上に述べた液体試料に対する分析を、分析対象の全ての液体試料に対して実行した(ステップ7でYES)後、プラズマトーチ213を点灯させたまま、リンス液に対する分析を実行する(ステップ8)。すなわち、分析実行制御部27がリンス液貯留部222とネプライザー211が連通するようにオートサンプラ22のアーム224を移動させることにより、リンス液(純水)の霧をプラズマトーチ213に導入し、プラズマトーチ211で発光する光を回折格子25で波長分散し、マルチチャンネル型検出器26で波長毎の強度を検出する。 After performing the analysis of the liquid samples described above on all liquid samples to be analyzed (YES in step 7), the analysis of the rinse solution is performed while the plasma torch 213 remains lit (step 8). Specifically, the analysis execution control unit 27 moves the arm 224 of the autosampler 22 so that the rinse solution reservoir 222 and the nebulizer 211 are in communication, thereby introducing a mist of rinse solution (pure water) into the plasma torch 213. The light emitted by the plasma torch 211 is then wavelength-dispersed by the diffraction grating 25, and the intensity of each wavelength is detected by the multi-channel detector 26.

データ分析部28は、マルチチャンネル型検出器26からの検出信号に基づいて、元素の特定及び定量が実行される。液体試料の分析時にプラズマトーチ213内やそこに至るまでの流路が試料に汚染されていなければ、リンス液の分析時には試料由来のイオンが検出されないのに対して、液体試料の分析時に上記の箇所が試料に汚染されていれば、リンス液の分析時に試料由来の光が検出される。元素分析結果表示制御部291は、データ分析部28から分析結果のデータを取得し、該分析結果をディスプレイ292に表示させる(ステップ9)。ここで表示させる分析結果のデータは、第1実施形態の場合と同様に、特定された元素及び半定量値(又は検出強度)を表し、それらの中で閾値以上の半定量値(又は検出強度)を有する元素を強調表示したものを用いることができる。 The data analysis unit 28 performs element identification and quantification based on the detection signal from the multi-channel detector 26. If the plasma torch 213 and the flow path leading to it are not contaminated with the sample during liquid sample analysis, no ions originating from the sample will be detected during rinse solution analysis. Conversely, if the aforementioned areas are contaminated with the sample during liquid sample analysis, light originating from the sample will be detected during rinse solution analysis. The elemental analysis result display control unit 291 acquires the analysis result data from the data analysis unit 28 and displays the analysis result on the display 292 (step 9). The analysis result data displayed here, as in the first embodiment, represents the identified elements and semi-quantitative values (or detection intensities), and elements with semi-quantitative values (or detection intensities) above a threshold can be highlighted.

分析者はディスプレイ292に表示されたリンス液の分析結果を確認し、装置が汚染されていることを示すスペクトル中のピークや汚染の存在を通知する文字等が表示されていれば、直ぐに、又は次回分析を開始する前に装置のメンテナンスを行う。ディスプレイ292の表示の確認後、分析者が所定の操作を行ってプラズマを消灯する(ステップ10)ことにより、一連の動作は終了する。 The analyst checks the analysis results of the rinse solution displayed on display 292. If peaks in the spectrum indicating contamination or characters indicating the presence of contamination are displayed, the analyst performs maintenance on the device immediately or before starting the next analysis. After checking the display on display 292, the analyst performs the prescribed operation to turn off the plasma (step 10), thereby completing the series of operations.

本実施形態のICP-AES20によれば、ICP-MS10と同様に、装置の起動時にはリンス液(純水)の分析を行う必要がなく、一度プラズマトーチを点灯させれば消灯することなく試料の分析を行うことができるため、装置の起動から分析開始までの時間を短縮することができる。また、試料の分析後、プラズマトーチを消灯することなくリンス液(純水)の分析を行う点でも、作業時間を短縮することができる。 According to the ICP-AES20 of this embodiment, similar to the ICP-MS10, it is not necessary to analyze the rinsing solution (pure water) when starting the device. Once the plasma torch is lit, the sample can be analyzed without turning it off, thus shortening the time from device startup to the start of analysis. Furthermore, the analysis of the rinsing solution (pure water) after sample analysis can also be performed without turning off the plasma torch, further reducing working time.

(5) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
(5) Modifications The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.

上記実施形態ではリンス液として純水を用いたが、他のリンス液を用いてもよい。例えば、液体試料を作製する際に使用する、固体試料を溶解させるための溶媒をリンス液として用いてもよい。 In the above embodiment, pure water was used as the rinsing solution, but other rinsing solutions may be used. For example, a solvent used to dissolve solid samples when preparing liquid samples may be used as the rinsing solution.

上記実施形態で示したICP-MS及びICP-AESの構成はそれぞれ一例であって、通常のICP-MSやICP-AESで用いられている種々の構成を本発明に適用することができる。例えば、ICP-MSでは、上記実施形態の構成に加えてコリジョンセル/リアクションセルを設けてもよい。ICP-AESでは、プラズマトーチ211と分光結晶25の間の光学系は上記実施形態で示したものに限定されず、種々のものを用いることができる。また、ICP-AESでは、異なる波長の光をマルチチャンネル型検出器26で検出する代わりに、回折格子を回動させることによって検出器で検出される波長を変更してゆくシーケンシャル型の構成を採ってもよい。プラズマ生成部はプラズマトーチには限定されず、プラズマを生成するための他の手段を用いてもよい。 The configurations of the ICP-MS and ICP-AES shown in the above embodiments are merely examples, and various configurations commonly used in ICP-MS and ICP-AES can be applied to the present invention. For example, in the ICP-MS, a collision cell/reaction cell may be provided in addition to the configuration of the above embodiments. In the ICP-AES, the optical system between the plasma torch 211 and the spectroscopic crystal 25 is not limited to that shown in the above embodiments, and various types can be used. Furthermore, in the ICP-AES, instead of detecting light of different wavelengths with a multi-channel detector 26, a sequential configuration may be adopted in which the wavelength detected by the detector is changed by rotating the diffraction grating. The plasma generation unit is not limited to a plasma torch, and other means for generating plasma may be used.

[態様]
上述した例示的な実施形態が以下の態様の具体例であることは、当業者には明らかである。
[Pattern]
It will be obvious to those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following embodiments.

(第1項)
第1項に係るプラズマを用いた元素分析装置は、
プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部が生成するプラズマに試料及びリンス液のいずれかを選択的に導入する試料・リンス液導入部と、
前記プラズマにより試料又はリンス液に含まれる元素がイオン化又は原子化することで発生するイオン又は光を検出することにより元素分析を実行する元素分析部と、
前記元素分析部により前記試料の元素分析を実行した後、前記プラズマを消灯する動作の前に、前記リンス液を前記プラズマに導入したうえで前記元素分析部による該リンス液の元素分析を実行するよう、前記試料・リンス液導入部及び前記元素分析部を制御する分析実行制御部と、
前記リンス液に対して実行された元素分析の結果を表示する元素分析結果表示部と
を備える。
(Section 1)
The elemental analysis apparatus using plasma as described in paragraph 1 is
A plasma generation unit that generates plasma,
A sample/rinse liquid introduction unit selectively introduces either a sample or a rinse liquid into the plasma generated by the plasma generation unit,
An elemental analysis unit that performs elemental analysis by detecting ions or light generated when elements contained in the sample or rinse solution are ionized or atomized by the plasma,
An analysis execution control unit controls the sample/rinse liquid introduction unit and the elemental analysis unit, so that after performing elemental analysis of the sample by the elemental analysis unit, before turning off the plasma, the rinse liquid is introduced into the plasma and then the elemental analysis of the rinse liquid is performed by the elemental analysis unit.
The system includes an elemental analysis result display unit that displays the results of elemental analysis performed on the rinse solution.

第1項に係る元素分析装置では、分析実行制御部は、試料に対する分析が終了した後に、消灯する動作の前に(プラズマを停止させることなく)、リンス液(例えば純水)を試料・リンス液導入部からプラズマに導入したうえで、元素分析部でリンス液の元素分析を行う制御を実行する。リンス液の元素分析の実行後、プラズマを消灯(停止)する。リンス液の元素分析によって所定値を超える量の元素が検出された場合には、その結果が元素分析結果表示部に表示され、それを受けて分析者が装置の洗浄や部品の交換等のメンテナンスを実施する。一方、リンス液の元素分析によって所定値を超える量の元素が検出されなかった場合には、そのまま操作を終了すればよい。いずれの場合にも(前者の場合には次回の装置起動の前にメンテナンスを行っておくことにより)、次回の装置の起動時にはリンス液(純水)の分析を行う必要はなく、直ちに試料の分析を実行することができるため、試料の分析開始までの時間を短縮することができる。 In the elemental analyzer described in paragraph 1, the analysis execution control unit, after the analysis of the sample is completed, and before turning off the lights (without stopping the plasma), introduces a rinse solution (e.g., pure water) into the plasma through the sample/rinse solution introduction unit, and then executes control to perform elemental analysis of the rinse solution in the elemental analysis unit. After the elemental analysis of the rinse solution is performed, the plasma is turned off (stopped). If an amount of element exceeding a predetermined value is detected by the elemental analysis of the rinse solution, the result is displayed on the elemental analysis result display unit, and the analyst then performs maintenance such as cleaning the device or replacing parts. On the other hand, if an amount of element exceeding a predetermined value is not detected by the elemental analysis of the rinse solution, the operation can be terminated as is. In either case (by performing maintenance before the next device startup in the former case), it is not necessary to perform analysis of the rinse solution (pure water) when the device is started up again, and the analysis of the sample can be performed immediately, thus shortening the time until the start of sample analysis.

なお、元素分析結果表示部がリンス液の元素分析の結果を表示するタイミングは、リンス液の元素分析の実行後であって所定の終了操作(例えばプラズマを消灯する操作)がなされる前であってもよいし、終了操作後であってもよい。あるいは、次回の試料の分析のために所定の開始操作(例えば測定メソッドを開く)がなされた後にリンス液の元素分析の結果を表示してもよい。 The timing at which the elemental analysis result display unit displays the elemental analysis results of the rinse solution may be after the elemental analysis of the rinse solution has been performed but before the predetermined termination operation (e.g., turning off the plasma), or it may be after the termination operation. Alternatively, the elemental analysis results of the rinse solution may be displayed after the predetermined start operation (e.g., opening the measurement method) for the next sample analysis has been performed.

(第2項)
第2項に係るプラズマを用いた元素分析装置は、第1項に係るプラズマを用いた元素分析装置において、前記元素分析結果表示部が、前記リンス液に対して実行された元素分析の結果として、該リンス液に含まれると特定された元素、及び該元素の定量値(前記半定量値を含む)又は検出強度を表示すると共に、該定量値又は該検出強度が所定の閾値以上である元素を他の元素と区別して表示する。
(Section 2)
The elemental analysis apparatus using plasma according to paragraph 2 is an elemental analysis apparatus using plasma according to paragraph 1, wherein the elemental analysis result display unit displays the elements identified as being contained in the rinse liquid as a result of elemental analysis performed on the rinse liquid, and the quantitative value (including the semi-quantitative value) or detection intensity of the elements, and displays elements whose quantitative value or detection intensity is above a predetermined threshold, distinguishing them from other elements.

第2項に係る元素分析装置によれば、リンス液の元素分析の結果として、装置の汚染に由来する蓋然性が高い、スペクトル上における所定の閾値以上の定量値又は検出強度を有する元素が他の元素と区別して表示されることにより、分析者が容易に装置の汚染を認識することができる。ここで定量値又は検出強度は、元素分析装置がICP-MSである場合にはマススペクトルにより得られるものを、元素分析装置がICP-AESである場合には波長スペクトルにより得られるものを、それぞれ用いることができる。 According to the elemental analyzer described in paragraph 2, the elemental analysis results of the rinse solution will clearly indicate elements with a quantitative value or detection intensity above a predetermined threshold on the spectrum that are highly likely to be due to contamination of the analyzer, thereby allowing the analyst to easily recognize contamination of the analyzer. Here, the quantitative value or detection intensity can be obtained by mass spectrometry if the elemental analyzer is an ICP-MS, or by wavelength spectrometry if the elemental analyzer is an ICP-AES.

後述の第4項に規定のように、リンス液に対する元素分析の結果を2回表示する場合には、その双方において定量値又は検出強度が所定の閾値以上である元素を他の元素と区別して表示することにより、使用者が見落とす可能性をさらに低くすることができる。 As stipulated in Section 4 below, when the results of elemental analysis of the rinse solution are displayed twice, the possibility of the user overlooking an element can be further reduced by distinguishing it from other elements in both displays, where the quantitative value or detection intensity is above a predetermined threshold.

(第3項)
第3項に係るプラズマを用いた元素分析装置は、第2項に係るプラズマを用いた元素分析装置において、前記試料の元素分析を開始する所定の開始操作がなされたときに設定されている測定対象の元素の情報に基づいて選択された元素に対して前記閾値が設定されている。
(Section 3)
In the elemental analysis apparatus using plasma according to paragraph 3, the threshold is set for an element selected based on the information of the element to be measured, which is set when a predetermined start operation is performed to start the elemental analysis of the sample in the elemental analysis apparatus using plasma according to paragraph 2.

第3項に係る元素分析装置によれば、開始操作がなされたときに設定されている(例えばメソッドファイルに登録されている)測定対象の(試料が含有し得る)元素の情報に基づいて選択された元素に対して前記閾値を設定する。そのため、測定対象の元素がリンス液に混入している、すなわち測定対象の試料によって装置が汚染されていることを的確に検出することができる。 According to the elemental analyzer described in paragraph 3, the threshold is set for the element selected based on the information of the element to be measured (which may be contained in the sample) that is set when the start operation is performed (for example, registered in the method file). Therefore, it is possible to accurately detect whether the element to be measured is mixed into the rinse solution, i.e., whether the device is contaminated by the sample to be measured.

(第4項)
第4項に係るプラズマを用いた元素分析装置は、第1項~第3項のいずれか1項に係るプラズマを用いた元素分析装置において、
前記元素分析結果表示部は、
リンス液に対する元素分析が実行された後であって次回の試料の元素分析を開始する所定の開始操作がなされる前に該リンス液に対する元素分析の結果を表示すると共に、
前記次回の試料の元素分析における前記開始操作がなされたときから該次回の試料の元素分析が開始されるまでに、前回の試料の元素分析の終了後に実行したリンス液に対する元素分析の結果を表示する。
(Section 4)
The elemental analyzer using plasma described in paragraph 4 is an elemental analyzer using plasma described in any one of paragraphs 1 to 3,
The elemental analysis result display unit is,
After elemental analysis of the rinse solution has been performed and before the predetermined start operation for starting the elemental analysis of the next sample is carried out, the results of the elemental analysis of the rinse solution are displayed.
From the time the start operation for the elemental analysis of the next sample is performed until the elemental analysis of the next sample begins, the results of the elemental analysis of the rinse solution performed after the completion of the elemental analysis of the previous sample will be displayed.

第4項に係る元素分析装置によれば、リンス液に対する元素分析の実行後であって次回の試料の元素分析の開始操作の前と、次回の試料の元素分析の開始操作後の2回に亘ってリンス液に対する元素分析の結果が表示されるため、リンス液から所定値を超える量の元素が検出されたことを使用者が見落とす可能性を低くすることができる。 According to the elemental analyzer described in paragraph 4, the results of the elemental analysis of the rinse solution are displayed twice: once after the elemental analysis of the rinse solution is performed and before the start of the elemental analysis of the next sample, and again after the start of the elemental analysis of the next sample. Therefore, the possibility of the user overlooking the detection of an element exceeding a predetermined value in the rinse solution is reduced.

10…ICP-MS
100…イオン化室
101…第1中間真空室
102…第2中間真空室
103…真空室
11…ICPイオン源
111、211…ネプライザー
112、212…スプレーチャンバー
113、213…プラズマトーチ
12、22…オートサンプラ
121、221…液体試料貯留部
122、222…リンス液貯留部
123、223…液体導入管
124、224…アーム
14…イオンレンズ
151…四重極マスフィルタ
152…イオン検出器
17、27…分析実行制御部
18、28…データ分析部
181、281…データ記憶部
19、29…元素分析結果表示部
191、291…元素分析結果表示制御部
192、292…ディスプレイ
20…ICP-AES
23…集光レンズ
24…スリット
25…回折格子
26…マルチチャンネル型検出器
10... ICP-MS
100...Ionization chamber 101...First intermediate vacuum chamber 102...Second intermediate vacuum chamber 103...Vacuum chamber 11...ICP ion source 111, 211...Nebulizer 112, 212...Spray chamber 113, 213...Plasma torch 12, 22...Autosampler 121, 221...Liquid sample storage section 122, 222...Rinse liquid storage section 123, 223...Liquid introduction tube 124, 224...Arm 14...Ion lens 151...Quadrupole mass filter 152...Ion detector 17, 27...Analysis execution control section 18, 28...Data analysis section 181, 281...Data storage section 19, 29...Elemental analysis result display section 191, 291...Elemental analysis result display control section 192, 292...Display 20...ICP-AES
23... Focusing lens 24... Slit 25... Diffraction grating 26... Multi-channel detector

Claims (4)

プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部が生成するプラズマに試料及びリンス液のいずれかを選択的に導入する試料・リンス液導入部と、
前記プラズマにより試料又はリンス液に含まれる元素がイオン化又は原子化することで発生するイオン又は光を検出することにより元素分析を実行する元素分析部と、
前記元素分析部により前記試料の元素分析を実行した後、前記プラズマを消灯する動作の前に、前記リンス液を前記プラズマに導入したうえで前記元素分析部による該リンス液の元素分析を実行するよう、前記試料・リンス液導入部及び前記元素分析部を制御する分析実行制御部と、
前記リンス液に対する元素分析が実行された後であって次回の試料の元素分析において前記プラズマを点灯する前に該リンス液に対して実行された元素分析の結果を表示する元素分析結果表示部と
を備える、プラズマを用いた元素分析装置。
A plasma generation unit that generates plasma,
A sample/rinse liquid introduction unit selectively introduces either a sample or a rinse liquid into the plasma generated by the plasma generation unit,
An elemental analysis unit that performs elemental analysis by detecting ions or light generated when elements contained in the sample or rinse solution are ionized or atomized by the plasma,
An analysis execution control unit controls the sample/rinse liquid introduction unit and the elemental analysis unit, so that after performing elemental analysis of the sample by the elemental analysis unit, before turning off the plasma, the rinse liquid is introduced into the plasma and then the elemental analysis of the rinse liquid is performed by the elemental analysis unit.
A plasma-based elemental analyzer comprising: an elemental analysis result display unit that displays the results of the elemental analysis performed on the rinse solution after the elemental analysis of the rinse solution has been performed and before the plasma is lit for the elemental analysis of the next sample.
前記元素分析結果表示部が、前記リンス液に対して実行された元素分析の結果として、該リンス液に含まれると特定された元素、及び該元素の定量値又は検出強度を表示すると共に、該定量値又は該検出強度が所定の閾値以上である元素を他の元素と区別して表示する、請求項1に記載のプラズマを用いた元素分析装置。 The elemental analysis result display unit displays the elements identified as being present in the rinse solution as a result of elemental analysis performed on the rinse solution, as well as the quantitative value or detection intensity of those elements, and distinguishes and displays elements whose quantitative value or detection intensity is above a predetermined threshold from other elements, as described in claim 1. 前記試料の元素分析を開始する所定の開始操作がなされたときに設定されている測定対象の元素の情報に基づいて選択された元素に対して前記閾値が設定されている、請求項2に記載のプラズマを用いた元素分析装置。 The elemental analyzer using plasma according to claim 2, wherein the threshold is set for an element selected based on information about the element to be measured, which is set when a predetermined start operation is performed to initiate elemental analysis of the sample. プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部が生成するプラズマに試料及びリンス液のいずれかを選択的に導入する試料・リンス液導入部と、
前記プラズマにより試料又はリンス液に含まれる元素がイオン化又は原子化することで発生するイオン又は光を検出することにより元素分析を実行する元素分析部と、
前記元素分析部により前記試料の元素分析を実行した後、前記プラズマを消灯する動作の前に、前記リンス液を前記プラズマに導入したうえで前記元素分析部による該リンス液の元素分析を実行するよう、前記試料・リンス液導入部及び前記元素分析部を制御する分析実行制御部と、
前記リンス液に対して実行された元素分析の結果を表示する元素分析結果表示部と
を備え、
前記元素分析結果表示部が、
リンス液に対する元素分析が実行された後であって次回の試料の元素分析を開始する所定の開始操作がなされる前に該リンス液に対する元素分析の結果を表示すると共に、
前記次回の試料の元素分析における前記開始操作がなされたときから該次回の試料の元素分析が開始されるまでに、前回の試料の元素分析の終了後に実行したリンス液に対する元素分析の結果を表示する
ラズマを用いた元素分析装置。
A plasma generation unit that generates plasma,
A sample/rinse liquid introduction unit selectively introduces either a sample or a rinse liquid into the plasma generated by the plasma generation unit,
An elemental analysis unit that performs elemental analysis by detecting ions or light generated when elements contained in the sample or rinse solution are ionized or atomized by the plasma,
An analysis execution control unit controls the sample/rinse liquid introduction unit and the elemental analysis unit, so that after performing elemental analysis of the sample by the elemental analysis unit, before turning off the plasma, the rinse liquid is introduced into the plasma and then the elemental analysis of the rinse liquid is performed by the elemental analysis unit.
An elemental analysis result display unit that displays the results of elemental analysis performed on the rinse solution.
Equipped with,
The elemental analysis result display unit,
After elemental analysis of the rinse solution has been performed and before the predetermined start operation for starting the elemental analysis of the next sample is carried out, the results of the elemental analysis of the rinse solution are displayed.
From the time the aforementioned start operation for the elemental analysis of the next sample is performed until the elemental analysis of the next sample begins, the results of the elemental analysis of the rinse solution performed after the completion of the elemental analysis of the previous sample are displayed .
A plasma -based elemental analysis device.
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