JP2591822B2 - High frequency inductively coupled plasma mass spectrometer - Google Patents
High frequency inductively coupled plasma mass spectrometerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高周波誘導結合プラズマ(ICP)イオン源
と質量分析装置とを結合した高周波誘導結合プラズマ質
量分析装置(ICP−MS)に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-frequency inductively coupled plasma (ICP-MS), which is a combination of an inductively coupled plasma (ICP) ion source and a mass spectrometer. is there.
[従来の技術] かかるICP−MSは第2図に示すような構造をしてい
る。[Prior Art] Such an ICP-MS has a structure as shown in FIG.
同図において、1はICPイオン源で、高周波誘導コイ
ル2を巻回した石英等の電気絶縁体製プラズマトーチ3
と試料液を噴射するためのネブライザ4とから構成され
ている。5は前記コイル2に高周波電圧を印加するため
の高周波電源、6は試料液7を収納すると共に前記ネブ
ライザ4に導入管8を介して接続された試料ボトルであ
る。9は前記コイル2からの高周波をシールドするため
のケースで、このケースは前記高周波電源5のアース側
と接続されている。In the figure, reference numeral 1 denotes an ICP ion source, and a plasma torch 3 made of an electric insulator such as quartz and wound around a high-frequency induction coil 2.
And a nebulizer 4 for injecting the sample liquid. Reference numeral 5 denotes a high-frequency power supply for applying a high-frequency voltage to the coil 2, and reference numeral 6 denotes a sample bottle that accommodates a sample liquid 7 and is connected to the nebulizer 4 via an introduction pipe 8. Reference numeral 9 denotes a case for shielding high frequency from the coil 2, and this case is connected to the ground side of the high frequency power supply 5.
10はコーン状のノズル11とスキマー12,13とからなる
インターフェース、14は質量分析装置で、内部に質量分
析系15が設けてある。16はイオンを加速,収束してこの
質量分析系15に導入するための電極群である。Reference numeral 10 denotes an interface including a cone-shaped nozzle 11 and skimmers 12 and 13. Reference numeral 14 denotes a mass spectrometer, in which a mass spectrometry system 15 is provided. Reference numeral 16 denotes an electrode group for accelerating and converging ions and introducing the ions into the mass spectrometry system 15.
17は前記質量分析装置14内を高真空に保つための油拡
散ポンプ、18,19は前記ノズル11とスキマー12の間の空
間S1及びスキマー12と13の間の空間S2を排気するための
油回転ポンプである。17 is an oil diffusion pump for keeping the inside of the mass spectrometer 14 in a high vacuum, and 18 and 19 are oils for exhausting a space S1 between the nozzle 11 and the skimmer 12 and a space S2 between the skimmers 12 and 13. It is a rotary pump.
かかる構成において、プラズマトーチ3内には図示外
のガス供給源からアルゴンガスが供給され、また、ネブ
ライザ4から試料液7が霧状となって導入される。この
状態において、高周波電源5からコイル2に高周波電力
を印加して高周波磁界を形成すると、高周波誘導プラズ
マ(以下プラズマと称す)Pが発生するため、このプラ
ズマ内の試料イオンがノズル11,各スキマー12,13を通っ
てインターフェース10内に進入する。このインターフェ
ース内に進入したイオンは電極群16により加速,収束さ
れて質量分析系15に導入され質量分析される。In such a configuration, an argon gas is supplied into the plasma torch 3 from a gas supply source (not shown), and the sample liquid 7 is introduced as a mist from the nebulizer 4. In this state, when a high-frequency power is applied from the high-frequency power source 5 to the coil 2 to form a high-frequency magnetic field, a high-frequency induction plasma (hereinafter, referred to as plasma) P is generated. Enter the interface 10 through 12,13. The ions that have entered the interface are accelerated and converged by the electrode group 16, introduced into the mass spectrometry system 15, and subjected to mass analysis.
ところで、このようなICP−MSにおいては、プラズマ
Pを介してコイル2からの高周波がノズル11に流れる。
ここで、前記質量分析系15として四重極型を使用した場
合には、試料イオンに高いエネルギーを与える必要がな
いため、前記ノズル11は通常アース電位または数Vの電
位であり、この前記ノズルに導入した高周波は直接ある
いはノズル用電源を通って高周波電源5のアース側に戻
る。そのため、ノズル11や質量分析装置14の各電源にノ
イズとして悪影響を及ぼすことはない。By the way, in such an ICP-MS, a high frequency from the coil 2 flows to the nozzle 11 via the plasma P.
Here, when a quadrupole type is used as the mass spectrometry system 15, it is not necessary to apply high energy to the sample ions, and therefore, the nozzle 11 is usually at a ground potential or a potential of several volts. The high frequency power introduced into the high frequency power supply 5 returns to the ground side of the high frequency power supply 5 directly or through a nozzle power supply. Therefore, there is no adverse effect as noise on each power supply of the nozzle 11 and the mass spectrometer 14.
一方、高い分解能を得るために磁場型質量分析系を使
用した場合には、試料イオンに高いエネルギーを与える
必要がある。そのため第2図中符号20で示すように第2
スキマー13と電極群16との間に加速電極を配置し、この
加速電極に±10Kv程度の直流高電圧を印加すると共に、
ノズル11にも高圧電源21を接続することにより同程度の
直流高電圧を印加しなければならない。尚第1及び第2
スキマー12,13にも図示外の高圧電源よりノズル11と略
同程度の直流高電圧を夫々印加する。On the other hand, when a magnetic field type mass spectrometry system is used to obtain high resolution, it is necessary to give high energy to sample ions. Therefore, as shown by reference numeral 20 in FIG.
An accelerating electrode is arranged between the skimmer 13 and the electrode group 16, and a high DC voltage of about ± 10 Kv is applied to the accelerating electrode,
The same high DC voltage must be applied to the nozzle 11 by connecting the high voltage power supply 21 thereto. The first and second
A DC high voltage substantially the same as that of the nozzle 11 is also applied to the skimmers 12 and 13 from a high-voltage power supply (not shown).
[発明が解決しようとする課題] このようにノズル11に直流高電圧を印加した場合、一
般には高圧電源における出力の入力インピーダンスは大
きいため、ノズルに導入した高周波の影響を直接受け、
安定した電圧を維持することができず質量分析が不可能
となる。また、ノズルに導入した高周波は電波として質
量分析装置の各電源にも進入し、ハムノイズとして質量
分析装置全体のコントロール系に異常を発生させる。[Problems to be Solved by the Invention] When a high DC voltage is applied to the nozzle 11 as described above, the input impedance of the output of the high-voltage power supply is generally large, so that it is directly affected by the high frequency introduced into the nozzle,
A stable voltage cannot be maintained and mass spectrometry becomes impossible. Further, the high frequency wave introduced into the nozzle also enters each power supply of the mass spectrometer as a radio wave and causes an abnormality in the control system of the entire mass spectrometer as hum noise.
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、ノズルに印加された高電圧を維持しながらこのノズ
ルに導入された高周波による悪影響を簡単な構成により
防止することのできる装置を提供することを目的とする
のである。Accordingly, the present invention has been made in view of such a point, and provides an apparatus capable of preventing an adverse effect of a high frequency introduced into a nozzle with a simple configuration while maintaining a high voltage applied to the nozzle. The purpose is to do that.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明の高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析装置は、プラズマトーチを有する高周波
誘導結合プラズマイオン源を用いて試料をイオン化し、
生じた試料イオンを磁場型質量分析系で必要とされるエ
ネルギーを試料イオンに与えるための直流高電圧が印加
されたノズルを介して磁場型質量分析系に導入するよう
にした装置において、前記高周波誘導結合プラズマを発
生する高周波誘導コイルのアース側とノズルとを、使用
高周波の周波数に関して前記ノズルに印加する直流高電
圧を発生する電源のインピーダンスよりも低いインピー
ダンスのコンデンサで接続したことを特徴とするもので
ある。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer of the present invention ionizes a sample using a high frequency inductively coupled plasma ion source having a plasma torch,
An apparatus configured to introduce the generated sample ions into the magnetic field type mass spectrometry system through a nozzle to which a high DC voltage is applied to give the sample ions the energy required by the magnetic field type mass spectrometry system. The ground side of the high-frequency induction coil for generating inductively coupled plasma and the nozzle are connected by a capacitor having an impedance lower than that of a power supply for generating a DC high voltage applied to the nozzle with respect to the frequency of the used high frequency. Things.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施例] 第1図は本発明に係るICP−MSの一例を示す要部拡大
断面図であり、第2図と同一番号のものは同一構成要素
を示す。Embodiment FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing an example of an ICP-MS according to the present invention.
本実施例ではアース電位のケース9(コイル2のアー
ス側)と高電圧に保たれたノズル11との間をコンデンサ
Cで接続するように構成することを特徴とする。ここ
で、コンデンサCとしては高周波が27MHzのとき、2000
〜5000pF(耐圧10Kv以上)のような低インピーダンスと
ものが使用される。また、コンゼンサの設置にあたって
はプラズマPの熱の影響を受けない位置に設けられてい
る。更に、前記ノズルや第1及び第2スキマーを支持す
る部分は電気絶縁物質22で形成されている。This embodiment is characterized in that the capacitor C is connected between the case 9 at the ground potential (the ground side of the coil 2) and the nozzle 11 maintained at a high voltage. Here, when the high frequency is 27 MHz, the capacitor C is 2000
A low impedance type such as ~ 5000pF (withstand voltage of 10Kv or more) is used. In addition, when installing the sensor, the sensor is provided at a position that is not affected by the heat of the plasma P. Further, portions supporting the nozzle and the first and second skimmers are formed of an electrically insulating material 22.
このようになせば、コンデンサCの耐圧によりノズル
11の高電圧を維持することができると同時に、ノズル11
に導入した高周波はインピーダンスの大きい高圧電源21
に流れることなくインピーダンスの小さいコンデンサC
を通ってICPイオン源1のケース9側に流れて最終的に
高周波電源6に戻る。従って、ノズル11の高圧電源21や
質量分析装置の各電源に高周波が進入することを防止で
きるため、磁場型質量分析系における質量分析を支障な
く行うことができる。If this is done, the nozzle withstands the pressure of the capacitor C.
The high voltage of 11 can be maintained while the nozzle 11
The high frequency power introduced into the
Capacitor C with low impedance without flowing through
Then, it flows to the case 9 side of the ICP ion source 1 and finally returns to the high frequency power supply 6. Therefore, high frequency power can be prevented from entering the high voltage power supply 21 of the nozzle 11 and each power supply of the mass spectrometer, so that mass analysis in the magnetic field type mass spectrometry system can be performed without any trouble.
尚、前述の説明は本発明の一例であり、実施にあたっ
ては幾多の変形が考えられる。例えばプラズマ点火時や
保守点検時にICPイオン源1をノズル11から遠ざける場
合には、ケース9及びノズル11とコンデンサCとの接続
部分のいずれか一方を手動あるいは自動的に着脱可能に
構成するのが好ましい。The above description is an example of the present invention, and various modifications are conceivable for implementation. For example, when the ICP ion source 1 is moved away from the nozzle 11 at the time of plasma ignition or maintenance and inspection, one of the case 9 and the connection portion between the nozzle 11 and the capacitor C can be manually or automatically detachable. preferable.
[効果] 以上詳述したように本発明によれば、ノズルに印加し
た高電圧を維持しながら簡単な構成によりノズルに導入
した高周波による悪影響を防止できるため、質量分析装
置を正常に稼動させることができる。[Effects] As described in detail above, according to the present invention, the high voltage applied to the nozzle can be maintained and the adverse effect of the high frequency introduced into the nozzle can be prevented with a simple configuration, so that the mass spectrometer can operate normally. Can be.
第1図は本発明に係るICP−MSの一例を示す要部拡大断
面図、第2図はICP−MSの構成を示す概略図である。 1:ICPイオン源 1:高周波誘導コイル 3:プラズマトーチ 4:ネブライザ、5:高周波電源 6:試料ボトル、7:試料液 9:ケース、11:ノズル 12:第1のスキマー、13:第2スキマー 14:質量分析装置、15:質量分析系 21:高圧電源、22:電気絶縁物質 C:コンデンサFIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing an example of an ICP-MS according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of the ICP-MS. 1: ICP ion source 1: High frequency induction coil 3: Plasma torch 4: Nebulizer, 5: High frequency power supply 6: Sample bottle, 7: Sample liquid 9: Case, 11: Nozzle 12: First skimmer, 13: Second skimmer 14: mass spectrometer, 15: mass spectrometry system 21: high voltage power supply, 22: electric insulating material C: capacitor
Claims (1)
ラズマイオン源を用いて試料をイオン化し、生じた試料
イオンを磁場型質量分析系で必要とされるエネルギーを
試料イオンに与えるための直流高電圧が印加されたノズ
ルを介して磁場型質量分析系に導入するようにした装置
において、前記高周波誘導結合プラズマを発生する高周
波誘導コイルのアース側とノズルとを、使用高周波の周
波数に関して前記ノズルに印加する直流高電圧を発生す
る電源のインピーダンスよりも低いインピーダンスのコ
ンデンサで接続したことを特徴とする高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析装置。1. A high-frequency inductively coupled plasma ion source having a plasma torch is used to ionize a sample, and the generated sample ions are supplied with a DC high voltage for applying energy required by a magnetic field type mass spectrometry system to the sample ions. In an apparatus adapted to be introduced into a magnetic field type mass spectrometry system through an applied nozzle, a ground side of a high frequency induction coil for generating the high frequency inductively coupled plasma and a nozzle are applied to the nozzle with respect to a frequency of a used high frequency. A high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer characterized by being connected by a capacitor having an impedance lower than that of a power supply for generating a DC high voltage.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1134184A JP2591822B2 (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | High frequency inductively coupled plasma mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH02312154A JPH02312154A (en) | 1990-12-27 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749668C1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью «ПЛАЗТРЕК» (ООО «ПЛАЗТРЕК») | Ion source |
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JPS6155848A (en) * | 1984-08-28 | 1986-03-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Mass spectrograph where inductive coupling plasma is used as ion source |
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1989
- 1989-05-26 JP JP1134184A patent/JP2591822B2/en not_active Expired - Fee Related
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Title |
---|
日本学術振興会第132委員会編「電子・イオンビームハンドブック(第2版)」(昭61)日刊工業新聞社 P.196−198 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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RU2749668C1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью «ПЛАЗТРЕК» (ООО «ПЛАЗТРЕК») | Ion source |
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JPH02312154A (en) | 1990-12-27 |
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