JP5965743B2 - Icp装置及び分光分析装置並びに質量分析装置 - Google Patents
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Description
また、ボンネットが、測光用のスリット又は穴を、一つ又は複数備えるものであることを特徴とした。
また、本発明のICP装置は、分光分析装置あるいは質量分析装置に利用した。
図1及び図3は、本発明に係る第1実施例のICP装置の全体概略図である。
本実施形態のICP装置は、大別するとプラズマ生成部11、試料導入部13、プラズマトーチ12、ボンネット10A、プラズマトーチ支持部材14及び修正ガス導入部15Aから構成されており、JIS K 0116(発光分光分析通則)に規定されるICP装置を基本としている。
試料導入部13は、試料を吸引するネブライザ132と吸引用のチューブ133、並びに、スプレーチャンバ131を備えており、アルゴンなどのキャリヤーガスCAと共に試料用ガス管121を通して試料134を生成したプラズマ内部に導入する。
プラズマトーチ支持部材14は、ベース部141と留め部142とで構成される。留め部142は、ベース部141と分離あるいは一部を連結した形でプラズマトーチを開放・固定する。
以下、図1のICP装置に関して詳細に説明する。
プラズマトーチ12は、石英ガラス製であり、試料導入管(インナーチューブ)121、補助ガス管(ミドルチューブ)122及びプラズマガス管(アウターチューブ)123が、それぞれの開口端部の外径が7mm、17mm及び20mmの同心の三重管構造である。また、その壁厚は、各部位いずれも約1.0mmであって、試料導入管の開口径は2mmφ以下に絞っている。また、各ガス管の開口端部の位置は、立てた場合に外側の方が高くなるように階段上にずれている。
なお、誘導コイル112は、前述のようにプラズマ生成部11の領域にかかるように、アウターチューブの開口端部に位置を合わせてボンネット10Aに外嵌して配置した。
修正ガスCは、プラズマを点灯させる際に、ボンネット10Aとプラズマトーチ12の開口端部の間隙dにおいてプラズマガスPの一部が巻き込んで滞留するのを防止すると共に、滞留したガスをプラズマガスの本来の流路に戻し修正する役割を果たすものである。このプラズマガスの滞留は、プラズマの点灯時に異常放電を引き起こし、安定したプラズマ炎を得るための妨げとなる。また、その状況は、プラズマガスPの流量調整のみでは解消されなかった。発明者らは、ボンネット10Aを利用した構成において安定したプラズマ炎を得るため鋭意研究を重ねて、当該修正ガス導入機構15Aを採用するに至ったものである。修正ガスCは、前述のボンネット10Aの内面とプラズマトーチ12の外面との間に形成される間隙dを、固定端(下)側から他端(上)側に向けて導入される。
なお、図6(b)に示すように修正ガスCを別系統で制御してもよい。この場合は、先に述べた効果は有さないが、修正ガスCとして高価なアルゴン以外の安価なガスを利用可能となる点において有意である。例えば、エアポンプにより空気を送風してもよい。
また、図示しないが、プラズマの点灯時には、上記したガス経路以外に一旦使用するガスで系内を置換するためのチャンバーガス経路を導入してもよい。
次に、実施例1とは異なる修正ガス導入機構15Bについて説明する。なお、実施例1とは、修正ガス導入機構以外は共通するため、符号は同様とした。
本発明のICP装置は、ICP発光分光分析(ICP−OES)装置あるいはICP質量分析装置(ICP−MS)に利用できる。また、それ以外のプラズマ発光を利用した装置に利用可能である。
また、プラズマガスは、アルゴンに限定されず、窒素、ヘリウム等が利用できる。
なお、本発明の実施形態は、上記の記載内容に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲において適宜、改良や変更を加えることが可能である。
11,31 プラズマ生成部
12,32 プラズマトーチ
13,33 試料導入部
14 プラズマトーチ支持部材
15A,15B 修正ガス導入部
Claims (13)
- ICP装置において、
試料を導入する試料導入部と、
キャリヤーガス用のインナーチューブ、補助ガス用のミドルチューブ及びプラズマガス用のアウターチューブからなる同心の三重管構造であり、一端部にこれらのガス導入部を備えた端部が開口状態になっているプラズマトーチと、
前記プラズマトーチとは分離しており、生成したプラズマ炎の先端部まで十分に取り囲む高さを有し、所定の距離だけ離間して前記プラズマトーチに外嵌するように配置した円筒形状のボンネットと、
前記プラズマ炎が生成する前記プラズマトーチ開口端隣部のプラズマ生成領域を取り囲むように前記ボンネットに外嵌して配置した誘導コイルと、
前記キャリヤーガス、前記補助ガス及び前記プラズマガスを制御するガス制御部と、
前記ボンネットの内面と前記アウターチューブの外面とで形成する間隙部に前記プラズマガスの流路修正用の修正ガスを導入する修正ガス導入機構と、を備えることを特徴とするICP装置。 - 前記ボンネットが、それを支持固定するベース部に支持される開口端部の円周上の一部にその円筒の内外部を連通するスリットを備え、
前記ベース部が、前記ボンネットの固定側の円筒端部が接する線上の一部に配置時の基準となる前記スリットと勘合可能な凸部を備えた、請求項1に記載のICP装置。 - 前記修正ガス導入機構が、前記修正ガスを噴き出すキャピラリを備え、
当該キャピラリの噴き出し側端部を前記ボンネットの固定側端部の前記間隙部に向くように配置した請求項2に記載のICP装置。 - 前記キャピラリの噴き出し側端部が、前記ボンネットの固定側の端部側面から前記スリットに向けられたものである請求項3に記載のICP装置。
- 前記修正ガス導入機構が、前記修正ガス用の流路を備え、
当該流路が前記プラズマトーチのガス導入部側の前記間隙部の一部又は全部に沿って配置され、当該間隙部に沿った部分の一部又は全部が開口している請求項1に記載のICP装置。 - 前記キャピラリが、前記プラズマガスの増減に連動して前記修正ガスが増減するように、前記修正ガスを導入する側の端部を、前記ガス制御部の前記アウターチューブに接続するガス流路の途中から分岐するガス流路に接続した請求項3または4に記載のICP装置。
- 前記流路が、前記プラズマガスの増減に連動して前記修正ガスが増減するように、前記修正ガスを導入する側の端部を、前記ガス制御部の前記アウターチューブに接続するガス流路の途中から分岐するガス流路に接続した請求項5に記載のICP装置。
- 前記キャピラリが、前記プラズマガスとは異なるガス制御部を備え、前記修正ガスを前記プラズマガスとは異なるガスとした請求項3または4に記載のICP装置。
- 前記流路が、前記プラズマガスとは異なるガス制御部を備え、前記修正ガスを前記プラズマガスとは異なるガスとした請求項5に記載のICP装置。
- 前記ボンネットが、前記ベース部への固定側と反対側の端部またはその近傍に測光用のスリット又は穴を、一つ又は複数備えるものである請求項2乃至4、6および8のいずれかに記載のICP装置。
- 前記修正ガス導入機構が、前記修正ガスを噴き出すキャピラリを備え、
当該キャピラリの噴き出し側端部を前記ボンネットの固定側端部の前記間隙部に向くように配置した請求項1に記載のICP装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載のICP装置を備えた分光分析装置。
- 請求項1乃至11のいずれかに記載のICP装置を備えた質量分析装置。
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