JPH0194243A - 試料の電熱原子化方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に原子吸光分光分析（ＡＡＳ　）、る 殊にＡＡ、Ｓによ／定性または定量分析のために準備す
るため試料を電熱的に原子化する方法および装置に関す
る。

〔従来の技術〕

ＭＳは、元素が原子の状態（つまジ原子雲の形）で、元
素が適当に励起されたときに誘導放出する特徴ある波長
に一致する特別な波長（または周波数）の放射線を吸収
するという碩笑をオリ用するものである。この放射線波
長（まだは共鳴ｍ）は、各元素に特有のもので必ｐ；従
って測定しようとする元素の特徴ある波長のビームが、
原子状態で分析される試料（”ｔｈｅ　ａｎａｒｅ”）
を通過する際の吸光度が、試料中の元素の濃度に比例し
、こうして試料は定量分析される。試料がビームの共鳴
線周波数を有する元素を含まない場合に吸収が実質的に
存在しないことによ多、同時に定性分析も達成される。

Ａ、ＡＳの基本装置は、所望波長の放射線を放射するよ
うに設計された光源ランプ（ホロー陰極ま′には無電極
放電ランプ）；ビームを形成しかつそれを光源から原子
雲を通るように誘導するだめのレンズ系；および原子化
された試料から発するビームの強さ金測足するための検
出器を包含する。もちろんこれは、文字どおりの略図形
式の基本的系である。最新型の実際のＡＡＳ装置は種々
の考案および付加的成分、たとえばモノクロメータ、背
景修正装置、機械的および／まだは電子的ビーム変調器
等を包含する。

〔発明を達成するだめの手段〕

本発明は、第一に試料を原子化する装置に関する。これ
ら装置の１つは、試料が溶液でネジライデーによって噴
射されるバーナーであり；他のもの（本発明が関連する
）は、ビームの通る電極によＱ炉を通る電流によって所
望１Ｄこ加熱される電熱アトマイデーである。

本明細書において例示目的のために使用される最新型の
炉は、熱分解または熱分解コーティングされたグラファ
イト製の小さい薄壁管で必り、該菅の端部に係合する環
状電極の間に締付られかつその長さの中点で側壁に試料
尊大口を有する。ビームはＷを軸方向に通るように誘導
るが アトマイデーであＺ１荷定の欠点を有する：ｊＣの１つ
は炉中へ試料溶液全導入した後、溶媒の蒸発を行なう、
第一の環境パ乾燥温度″に加熱しなければならず；乾燥
が達成された場合、加熱電流を増加させて、残留分析物
の分解を行なう高い″灰化（ａｓｈｉｎｇ　）”′温度
に加熱し；最後に管温度をさらに上げて、分析物全原子
形にするのに必９な（極めて高いつ温度にもたらすとい
う事実のために谷分析に必要な時間に関する。

ギヤラン（Ｌ、　Ｇａ１ａｎ　）により゛１ジャーナル
・オプ・アナライテカル・スペクトロメトリイ（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｓｐｅｃｔｒ
ｏｍｅｔｒｙ　）”、１９５７年６月、第２巻第８９〜
第９６頁（第８９頁）に指摘されているように、分析の
ための典型的なサイクルタイムは試料７つにつき約３分
（冷却時間を含めて）かかシ、そのうち約１０秒だけが
試料金原子化し、ビームを原子雲に通し、ビームの強さ
を検出する実際の分析過程に充当される。

全サイクルタイムのうちそれぞれ約１分が乾燥および灰
化に充当され、１分が冷却および試料導入に充当される
。乾燥および灰化のために充当される不均衡な時間割当
は、温度が増加する間体積の著しい変化が存在し、その
ため原子化温度への急速な、実質的に瞬間的加熱が試料
を炉から噴出させるために必要である。

通常の電熱アトマイデーの他の欠点は、黒鉛管によ逆適
応させることのできる試料液の制限された体積および試
料導入の自動化に固有の問題である。一般に利用しうる
゛試料採取器（Ｓａｍｐｌｅｒｓ　）　”の代表例は、
米国特許第４１１１０５１号に示されたものである。こ
のものは、試料カップの少なくとも１つのリングを有す
るカル−セル（回転式コンベヤ）およびアーチ形に可動
の試料管を有し、試料管の先端部は交互に、測定量の試
料液が採取される試料カップ中および試料液が排出され
る黒鉛管の試料導入口中に位置定めされる。連続的試料
の交差汚染を避けるために、採取管用水洗ステーション
が設けられている。

この基本設計の種々の構成が、電熱原子化用技術および
装置を改善するために提案さｎている。

それで、マトリクス干渉全最小にするため、ソテラ（５
ｏｔｅｒａ　）　、クリスチアーノ（Ｃｒ１ｅｔｉａｎ
ｏ　）、コーンレイ（Ｃｏｎ１ｅｙ　）およびカーノ（
Ｋａｈｎ　）は、゛１アナライテカル・ケミストリイ（
Ａｎ、ａｌｙ−ｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　）　
”　第５５巻４２（ｂ９８３年）第２０４頁〜第２０８
頁に発表された技術常使用されるような普通のネプライ
ナーを便用して、炉のプラットホームおよび／または内
壁に噴射される系を記載している。分析中、炉は環境よ
りも高い温度（ｆｃとえば４０００Ｋ　）　Ｋ保って、
所要加熱および冷却時間の短縮を可能にすることができ
る。

°９アナライテカル・ケミストリイ（ＡｎａｌｙｔＬｃ
ａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ　）　”第５５巻（ｂ９８３年
つ第１５０頁〜７５４頁におけるプレイクワイ（Ｂｌａ
ｋｅｌｅｙ　）およびベスタル（Ｖθ５ｔａｌ　）の技
術論文には、液体クコマドグラフィー（Ｌ　Ｃ）の流出
ｔｊ、を、検出器として働く質量分析計（Ｍ　Ｓ　）中
へ導入するだめに”　ｔ　−モスゾｖ　−（ｔｈｅｒｍ
ｏｓｐｒａｙ）”装置の使用が記載されている。その構
造は、銅ブロックにろう付されかつカートリッジ加熱器
により加熱される不銹鋼管を包含する。管の入口端は１
０分離カラムの出口に連結されている。

カラムからの流出液は、ＳＳ管を通過する際に加熱され
、一般に徹細な滴まだは粒子を含有する蒸気の超音速流
となって出現する。この流れは、質量分析計（ＭＳ）の
イオン源を通って真空室中へ誘導される。質量分析計は
、イオンレンズで、イオンビームの慣例の収斂および発
散を惹起する四重極子質量フィルタの形をとる。

ＬＣの代りにガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の利用を
可能にするデーモスプレー装置の他の用途は、ヤング＜
　Ｙａｎｇ　）　、フェルグッラン（Ｆｅｒｇｕｓｓｏ
ｎ　）　オよびベスタル（ｅｓｔａｌ　）にヨシ、″ア
ナライテカル・ケミストリイ（Ａｎａ　ｌ　ｙｔ　ｉ　
ｃａ　ｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ　）　”第５６巻（ｂ９８
４年）、第２５５８頁〜第２５６１頁に記載されている
。″記載した糸においてはＬＣからの流出液は、デーモ
スプレー装置により移動するシルト上へ付着し、このベ
ルトにより標準ＧＣ検出器に導かれる。゛する原子吸光
分析への適用は、シュワルツ（Ｓｃｈｗａｒｔｚ　）お
よびマイヤー（Ｍａｙｅｒ　）により、″スペクトキミ
力・アクタ（ＳｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ　
）　”ｍ４１　Ｂｕ、ＡＩ　２　（ｂ９８６年〕第１２
８７頁〜第１２９８頁に報告されている。

この主題における先行技術は、ウエンリヒ（Ｗｅｎｒｉ
ｃｈ　）　、ボニソソ（Ｂｏｎｉｔｚ　）、バラエル（
Ｂａｕｅｒ　）　、ニーベルガル（Ｎｉｅｂｅｒｇａｌ
　）およびデートリツヒ（Ｄｉｔｔｒｉｃｈ　）による
、゛タランタ（Ｔａ１ａｎｔａ　）　”第３２巻４１１
　（ｂ９８５年）第１０６５〜第１０３９頁における、
超音速アトマイデーによるエーロゾル試料の黒鉛炉管中
への導入に関する論文’ｋｆｆｌ官する。この刊行物１
【よれば、炉を一定温度で操作しかつ試料液全エーロゾ
ルの形で連続的に導入するか、または試料を黒鉛管およ
び連続的に加熱される炉の内壁に付着させる。炉の過負
荷および水素の生成を防ぐために、試料溶媒は蒸発させ
、炉の（ｂ１つ 上流に接続された蒸発ユニット中へ排出させる。

溶媒の予蒸発および炉の不連続的加熱を有するＡＡＳ用
の電熱的試料原子化系は、カンタ−（ＫａｎｔＯｒ　）
　、クレイパーン（Ｃ１ｙｂｕｒｎ　）およびベイロン
（Ｖθ１１１０ｎ　）により“アナライテカル・クミス
トリイ（Ａｎａ１７’ｊｌＣａｌ　Ｃｈｅｍｌｓｔｒｙ
　）　”第３２巻４１４（ｂ９７４年〕、第２２０５頁
〜第２２１５頁に記載されている。

先行技術状態を考慮して、本発明の一般的目的は、ＡＡ
Ｓにおいて試料を導入するだめの、−般に利用しうる方
法および装置の欠点および不利な点を克服するかまだは
少なくとも軽腋することである。

詳細な目的は、実施される各分析のためのサイクルタイ
ムの減少；公知方法および装置を用いるよジも大量の試
料の調節；および試料自動化に役立つ試料導入方法およ
び試料導入装置の提供である。

この記載の進むにつれて明らか（！−なる前記および他
の目的を達成するために、本発明は炉を環境温度より土
の最初の温度に力Ｕ熱し、炉は構成が管状であるかまた
はさもなければ試料を収容しかつ予選択された波長のビ
ームの透過企調節するように成形されている、原子吸光
分光分析用の試料の電熱原子化方法全意図する。試料（
液状）は毛細管中で少なくともその主要部を蒸発させる
のに十分に加熱される。毛細管の一端は炉中へ間歇的に
挿入され、蒸発した試料の噴流（ｒｉ、炉中へ噴射され
て、炉の内壁に衝突する。次いで、炉は上記最初の温度
よりも高くかつ試料を原子化するのに十分な温度に加熱
される。次いでビームは試料を通過し、試料によるその
咬収度が測定される。それから、炉は放冷される。

本発明はまた、一般に環境温度よジ上の温度に加熱され
かつ予選択された実質的に単色のビームの通過を許すよ
うに構成された炉で有し、炉は試料尋人口合有し、試料
を該尋人口き通して導入し、炉の内壁に付着させる装置
全方する、原子吸光分析２による分析のための試料の電
熱的原子化装置を意図する。

試料導入装置は、加熱された毛細管を有し、液体　　　
− 一試料は肢管を通過して少なくともその主要部が蒸発せ
しめられる。毛細管は、蒸発した試料全導入口全通して
噴射するように適合された出口端を有する。加熱された
毛細管は、出口端が試料口から引戻されている第１後退
位置と、出口端が試料口を通って炉中へ延びている第２
試料導入位置との間で軸方向変位可能に取付けられてい
る。第１位置と第２位置との間で毛細管を移動させる装
置が設けられてのる。真全排気室戻さ は、毛細管の出口端が、引ψ７ｎた位置において排気室
中に配置されるように配列されている。

毛細管の入口端は、加圧されたキャリヤ液源と流れ連絡
するように適合されているので、毛細管へのかかるキャ
リヤ液の流れが得られる。加熱された毛細管の上流側で
キャリヤ液の流路に、試料ループを有する入口弁が連結
されている。

炉と真壁排気室との間に（ｄ移動可能のシャッタ部材が
挿入されておシ、シャッタを、排気室と炉との間の連絡
を遮断する位置へ移動および該つ不銹鋼管により同軸に
取９囲まれてお９、その端部は電流が通過するだめの電
気接点に接続するように適会されている。

本発明の付加的目的および利点、その範囲２よび実施し
うる方法は、若干の点によって等しい符号は等しい部分
全表示する添付図面と関通せる下記の記載および従属請
求項からの技術との関連で容易に明らかである。

〔実施例〕

図面に関し、はじめにとくに第１図に関して、数字１０
は高圧ポンプ１２によリサーモスプレー装置１６の入口
弁１４に供給される、濾過さ１れだ脱イオン水丑たは他
のキャリヤ液源を表わす。詳細に記載さｔているように
、サーモスプする。前進位置においては、毛細管２６ｒ
Ｗ；７〆２の出口端２８は真空排気室１８中の穴２１を
通って、室に隣接する黒鉛炉管２４の試料導入口２２中
へ延びておＱ１穴２１と試料導入口２８は排気室１８中
に配置されている。室１８中の真空は、真空ＪＩＰ気管
路、真空ポンプまたは他の低環境圧源（図示せず）に通
じる導管２０によって維持される。

炉２４は、管端に係合する環状電極部材（第１図に図示
せず〕の間の管を長手方向に通シ、電流によって加熱さ
れる通常の黒鉛管である。

入口弁１４（サーモスプレー装置１６の上流側）は、選
択的に直接かまたはバイパスによＱキャリヤ液の流れに
接続することのできる試料ループ３０を備えている。毛
細管２６がその前進位置にありかつ試料ループ３０がキ
ャリヤ液の流れに接続されている場合、完全かまたは殆
んど完全に蒸発した試料の噴流が炉管２４の内壁に付着
する。

この方法は、第２図および第６図に略図示されている。

第２図（Ｃおいて、毛細管２６は、その端部２８が真空
排気室１８中に存在する、後退位置で示されている。完
全かまだは殆んど完全に蒸発したキャリヤ液の噴流は室
１８中へ流入し、出口管２０によって排出される。

第６図において、毛細管２６は前進していて、その自由
端２８が穴２１および試料口２２を通って黒鉛炉管２４
の内部へ突入し、ここで内壁に衝突する。炉は乾燥温度
、たとえば２００℃に予熱されておシ；従って測定され
る試料成分は炉壁上に付着し、蒸発したキャリヤは通常
、原子化に必要な高温における炉の燃焼を防ぐために炉
を通過する不活性保護ガスによって炉からフラッシュ排
出される。

こうして試料の導入が完了した場合、蒸発したキャリヤ
液の室１８からの十分な排出を可能にするため、毛細管
２６はその後退位置（第２図）に引戻され、穴２１は閉
じられる。

本発明の構造的手段は、連続的に第４図、第５図、第６
ａ図および第６ｂ図につき記載する。

管３６ ・＋２７７　ｐ　：Ｏ）’＞突出し、その反対側端でか
なり大きい距離突出してピン４６に接続され、入口弁１
４と流れ連通している。

実際の１実施例では、？７毛ａ　ｆｔ　２６は６００ｐ
ｍ（Ｄ内径（工、Ｄ、　）　’ｅ有し；ＳＳ管３６は５
００μｍの、Ｔ、Ｄ、　全有しかつ長さは約２０Ｃ１ｒ
Ｌである。

ｓｓ管３６はその端部で、接点４０，４２により電力源
（図示せず）に接続されていて、電より指示され、その
１つが４３に示されている。

管３６は外被管３４内に、外被管のそれぞれの端部全閉
じるブッシング４４および５２によって取付けらｔてい
る。

外被管３４の前端（第４図では右側）におけるシリンダ
状端部材５０にカップ状端キャップ５６が嵌っている。

端キャップ５６は外被管５２と協力して、既述した真空
排気室１８を形成しかつ端壁５６中に既述した穴２１を
有し、この穴全通って試料蒸気噴流は黒鉛炉管２４中へ
誘導される。穴２１は、毛細管２６がその前進試料噴射
位置に移動した場合に、毛細管の自由端２８の進入（こ
の場合穴は閉じる）を容易ならしめるため、外側へブッ
シング５２の方向に先細となる円錐形の内壁を有する。

第４図、第５図および第６ａ図に示したように、外被管
３４（ζ間隔上置いて配置された前方および後方の支持
体５８および６２にそれぞれ取付けられておジ；これら
の支持体は外被管を）ｐｚｚノ／メｌＩ７ サーボモータ４８は、毛細管２６をその前進位置と後退
位置との間で変位するために操作しうる。この端に、サ
ーボモータ４８のソレノイド６４が底板６８に取付けら
れかつ引張ばね７０によｐ第４図に見て左方にバイアス
された電機子６６を有する。ばね７０の一端は電機子６
６に固定され、他端は底板６８に取付けられた横壁７２
に固定されている。こうして、電機子６６は通常、引張
ばね７０の作用によって、毛細管２６の後退位置を形成
するストッパー７４に押付けられている。

第６ａ図に関して、炉管２４を除去した（該炉は第６ｂ
図に別個に図示されている〕汎用電熱アトマイデーの構
造が斜視図で示されている。

アトマイデー中に装着した場合、管２４はその端部が環
状電極７８と８０との間に締付られている。電極７８は
底板６８に対して固定されており、電極８０は炉管の挿
入および取出しが可能であるようにピボット支承された
小組立体８４の一部である。窓８６および冷却室を有す
る小組立体８４は、その開き位置で、つまシ定（２］〕 置の主組立体から傾斜した位置で示されている。

開き位置と閉じ位置の間の小組立体の移動は、突気カサ
ーボモータ８２によって行なわれる。

黒鉛管炉は、米国特許第４１７６９５６号に詳細に記載
されている。

第６ａ図に認めらｎない穴を有し、この′Ｆ、はシャッ
タ部材９０によって閉鎖することがでさ、該シャッタ部
材はまた１つのシャッタ位置において仕切ジ８８の大と
整列している穴９２を有する。第２位置において、シャ
ッタ部材および仕切９８８中の穴は整列されておらず、
第４図における穴２１に相当する穴は閉じている。シャ
ッタ部材９０１ｄ、サーボモータ９４によｐ第１位置と
第２位置との間で移動する。第１位置にある場合には、
第６図に略示されているように、毛細管２６の先端２８
は穴９２金通つ′Ｃ炉管２６の試料口２゛２中へ突出し
ている。

第１図に戻って、温度調節器９６は不銹鋼管３６および
同時に毛細管２６の温度を制御する。

上述した本発明の実施例は次のように作動する。第２図
および第４図に示した第１位置、つま９毛細管２６が引
戻されている位置において、管の出口端２８は真全排気
室１８内に位置定めされている。試料ループ３０（試料
液で充填されていようとも）は、高圧ポンプ１２とサー
モスプレー装置１８との間の直接接続を生じる入口弁に
よってキャリヤ液の流路外に維持されている。キャリヤ
液の少なくとも１つの所足量ハサーモスプレー１６中で
蒸発する。不銹鋼管３６内の毛細管２８の長さに沿った
温度の進展は、第１図に状態図で示されている。

流路の入口側（左側〕で、液は高圧ポンプ１２の起動下
に毛細管中へ流入する。液はその熱容量により累進的に
加熱されて、線１００の線形勾配によって示したように
温度の線形増加が生じる。液が蒸発する際の蒸発熱の消
費が、水平な線部分１０２によって示したように温度が
さらに上昇するのを阻止する。液が毛ｉｆｌＢＷ２６を
一定温度区域で通過する場合、ます管壁の付近の液で気
泡が生成し、液の流れの中心線に向って内部へ進行する
。さらに出口端に向って、液は滴に変わシ、蒸気流中に
同伴される。

蒸発が増加するにつれて、液の体積は著しく増加し、流
速が相応に増加する。最終区域１υ４ＶＣおいて液は泥
上に蒸発し、温度の急峻な増加が起きる、それというの
も蒸発熱はもはや必要でなく、生じるジュール効果は蒸
気の比較的小さい熱容量を加熱するからである。従って
、毛細管２６の出口端から、蒸発した液は高い流速で噴
出する。

こうして、休止位置では、最初にｇ発したキャリヤ液、
つまり水蒸気が毛細管から出る。管の端部が真空排気室
中に存在する場合、水蒸気は穴２０によって排出さハる
。炉２４は、試料に対して適当な乾燥温度、たとえば２
００　’Ｃに′加熱され、休止条件を通じてこの温度に
維持される。

分析を開始するためには、毛細管２６をサーボモータ４
８によりその試料導入位置ｒば７汐ｚ７に前進させ、管
２６の先端２８が第６図（で示したように、炉２４の試
料入口２２を通って延びているようにする。それと同時
に、入口弁１４が試料ループ３０をキャリヤ液の流路に
接続する。キャリヤ液は試料ループ３０を通って流れ、
こうして試料液をサーモスプレー装置の毛細管２６を通
して運搬する。試料液が毛細管を通過する間に、試料液
、とくにその溶媒分が蒸発する。蒸発した試料液は、乾
燥温度に予熱された炉管の内壁に衝突する。この時点で
、測定すべき試料物質はまだ揮発性ではなく、従って炉
内壁に付着する。他面で、蒸発した溶媒は、原子化に必
要な高い温度において黒鉛の燃焼全阻止するのに利用さ
れる通常の不活性ガス流によって炉管からフラッシュ排
出される。付着した試料の量（は最初の試料液の小部分
全構成することが認められる。従って、試料液を供給さ
れる滴の形で直接に冷たい炉管中へ導入される公知の電
熱原子化技術を用いるよりもかなり大量の試湯液を使用
することができる。

本方法の望ましい実施例では、試料物質の１０μノ量が
炉管２４中へ、付加的に４０〜６０μｌの水または他の
溶媒と一緒に導入される。

付加的な水は、毛細管２６および試料ループ３０を水洗
する目的のためである。ｉ　ｇ　／　ｍｉｎの流速では
、炉管２４の内壁に試料が付着するのに約６秒または４
秒かかる。

炉管中に試料が付着した後、ザーボモータ９４によりシ
ャッタ部材９０を、仕切９８８中の穴が覆われている第
２位置へ移動させる。次いで、炉管２４はｅよぼ原子化
温度に加熱される。

付着した試料は原子化され、炉管内に゛原子の雲″が生
成する。炉管２４全通って誘導されるスペクトルビーム
は、試料中の測定される元素の濃度に比例して吸収され
る。これは、原子吸光分光分析に使用される慣用技術で
ある。シャッタ部材９０は、炉管２４′ｆｔ真空排気室
１８の穴２１から遮蔽し、こうして原子化の間、炉が高
い温度に加熱される場合に水蒸気が炉に到達しえないこ
とを確保する。黒鉛管が原子化温度で水蒸気に曝される
と、管の損傷が惹起しうる。

第８図は、この方法を２　口ｏ　ｐｐｂ溶液中バナジウ
ム２　ｎ、ｇの試料を用いて得られた吸収は号の吸光対
時間曲線図である。最初の実験におけるように、吸収信
号の形は、通常の試料導入、つまり試料液の滴を冷たい
炉管中へ導入して得られたものと類似している。炉管２
４は、２００°Ｃの乾燥温度に維持された。サーモスプ
レー装置１６の温度は３２　口’Ｃであった。これによ
り、通常の試料導入と比較して６０グの効率が得られた
。

第９図は、バナジウム試料に使用したと同じ温度条件を
用い２０　ｐｐｂ銀溶液中銀２　ｎｇに対する、第８図
と比較可能な吸収信号線図である。

最初の実験におけるように、吸収信号の形は、通常の試
料採取法を用いて得られたものに類似している。得られ
る効率は６５％であった。

第１Ｇ図は、分析（ｂ］定の精度または再現性を示す。

２０Ｏｐｐｂバナジウム溶液の同じ試料（数は５つ）を
、、２００℃の乾燥温度および６３５℃のサーモスプレ
ー温度で順次に分析した。これによ！０．０．８４％の
標準偏差が得られ、この値は試料導入のために通常の自
動試料採取器（Ａｕｔｏｓａｍｐｌｅｒ　）　ｆ用いて
（冷たい炉管中へ９得られる値と比較可能である。

第１１図は、サーモスプレー装置１６の温度に対する効
率の従属性〔通常の試料導入（即ち試料液の滴を直接に
、加熱されてない炉管中へ導入）と比較した場合〕を示
す線図である。

２００°Ｃの一定の乾燥温度の炉管を用い、２００ｐｐ
ｂのバナジウム溶液を分析する場合、サーモスプレー装
置の温度は２２５〜６６５℃の間の点に調節した。毛細
管２６の工、Ｄ、は１００μｍであり、流速は０．７　
ｍｍ　／　ｍｉｎであった。効率は、す〜モスプレー装
置温度が増力Ｈするにつれて約９０チから５０％に低下
する。

第１２図は、同じ試料を用い、炉管２４の異なる乾燥温
度およびサーモスプレー装置の一定温度で得られる吸光
度金示す線図である。先行例におけるように、２００ｐ
ｐｂのバナジウム溶液の１０μｌを使用した。サーモス
プレー装置１６の温度は一定に維持し、炉管２４の温度
は２θθ°Ｃから７００℃に変えた。吸光度は、温度増
加につれて０．１６から０．０２に低下した。

第１６図は炉管２４の乾燥温度およびサーモスプレー装
置１６の温度の関数としての吸光信号（波高の形で〕の
三次元図表である。吸光測定は１００　ｐｐｂ銀溶液の
１０μｌ試料金用いて行なった。最高の効率は、炉管２
４の乾燥温度およびサーモスプレー装置１６の温度が低
い場合に得られた。

前記の結果は温度を最適にする必要を表わす。

低い乾燥温度は効率を増加する、それというのも試料物
質は炉管２４の比較的冷たい内壁上によジ迅速に付着す
るからである。しかし、もちろん乾燥温度は、溶媒がそ
の蒸気の状態にとどまるのに十分な程度に高くなければ
ならない。

まだ、サーモスプレー装置の温度が増加すると、毛細管
２６から出る試料蒸気の出口速度が増加するので、効率
の減少も生じることは明らかである。さらに、試料は熱
くなるので、炉の内壁にさほど迅速には付着しない。

第１４図は、通常の試料導入（即ち試料液の滴が冷たい
炉管中に付着）を有する炉管の温度サイクルを示す。全
分析時間の約１分が試料を乾燥、つまり溶媒を蒸発させ
るのに必要であることが認められる。さらに約１分が試
料の灰化にｌ・要であり、なおさらに１分が炉を環境温
度に実質的に冷却するのに必要である。原子化および実
際の吸光度測定には、秒単位の非常に短時間が要求され
る。既に指摘したように、第１４図に示したように、室
温の代ジに高めた温度で出発することによって全分析時
間は著しく減少する。

比較の目的のために、第１５図は方法全上述した方法に
よる分析における時間の関数として示す。連続試料を用
いる原子吸光分光で測定しが た吸光度ｚ１時間の関数としてプロットされている。原
子化のため試料準備および炉の冷却のための時間は１０
秒程度であるので、全分析サイクルは僅か約２０秒しか
かからない。

それ故、記載した方法は電熱原子化に必要な時間、従っ
て泥上な分析サイクルに必要な時間の著しい減少を可能
にする。これは、炉中への試料液の直接導入と比較した
場合に効率の低下において達成することができるが、こ
れは各測定において大量の試料液を処理することができ
るという事実によってより大きく補償されている。

本発明の望ましい構成であると債じら乳るものを記載し
たが、種々の変更および改良が本発明から逸脱すること
なしになしうることは明らおよび改良を網羅するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ンよ本発明による原子吸光分光分析用の試料の電
熱原子化装置のブロック図であり；第２図は後退位置に
おける毛細管前端を略示する局部断面図であｐ１第６図
（ｌまサーモスプレー装置の毛細管がその前進または試
料導入位置にあり、出口端が炉の試料口を通って突出し
ている点を除き、第２図と同様の局部断面図であり、第
４図は炉に対して後退位置で示したサーモスプレー装置
の毛細管全通る、部分的に軸方向断面の立面図であｐ１
第５図は第１図の系を実施する装置を、上方からある角
度で見た場合の簡略化斜視図であり、第６ａ図（は炉端
から見た場合の装置（炉は取除かれている）を示す第５
図と同様の争［親図であシ、第６ｂ図は第６ａ図に示し
だ装置残部から取除かれた炉管全、上記装置残部に対す
る一般的窒間的関係で示す斜視図示す状態図であり、第
８図は本発明によるバナジウム試料の電熱原子化を用い
て得られた信号波形を示す吸光度対時間曲線図であり、
第９図は本発明による銀試料の電熱原子化を用いて得ら
れた信号波形を示す吸光度対時間曲線図であシ、第１０
図は本発明により原子化された単一試料の５つの測定の
精度を示す２吸光値図であり、第１１図は通常の試料導
入と比較した場合の電熱原子化金相いるときの効率の従
属性を、サーモスプレー装置の温度の関数として示す図
であシ、Ｍ１２図は通常の試料導入と比較した場合の電
熱原子化を用いるとき、の効率の従属性を、炉の乾燥温
度、つまり試料全貌の内壁に付着させるときの炉の温度
の関数として示す図であり、第１６図は銀試料の吸光信
号をザルモスプレー装置の温度および炉の乾燥温度の双
方の関数として示す三次元図であジ、第１４図は通常の
電熱アトマイデーを用いる場合の時間に対する炉の温度
の進展を示す操作説明図であＱ１第１５図は本発明によ
る原子化を利用する試料分析のザイクルタイムを示す吸
光度対時間曲線図である。 １０・・・フィルタ　１２・・・高圧ポンプ　１４・・
・久Ｄ’Ｆ’ｆ−１６・・サーモスプレー装置　１８・
・・真空排気室　２０・・・導管　２１・・・穴　２２
・・・試料（５２〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）試料を収容しかつ予選択された波長のビーム
   の透過を許すように構成された炉を環境温度より上の最
   初の温度に加熱し； （ｂ）毛細管中で液体試料を加熱して少なくともその主
   要部を蒸発させ； （ｃ）毛細管の一端を上記炉中へ間歇的に挿入し、かつ
   炉中へ噴射して炉の内壁に衝突させる蒸発した試料の噴
   流を形成させ； （ｄ）炉を、上記最初の温度よりも高くかつ試料を原子
   化するのに十分な温度に加熱し；（ｅ）原子化された試
   料にビームを通過させ、試料によるビームの吸収度を測
   定し；かつ（ｆ）炉を上記最初の温度に冷却させること
   を特徴とする原子吸光分光分析用の試料の電熱原子化方
   法。 ２、（ａ）試料の噴射間の時間中に炉から管の一端を引
   出し； （ｂ）炉から引戻される間、キャリヤ液を管を通して上
   記一端に向けて圧送し；かつ （ｃ）炉から引戻される間、上記管の一端に真空をかけ
   る請求項１記載の方法。 ３、試料液を、毛細管の他端の上流でキャリヤ液の流路
   中へ導入する請求項２記載の方法。 ４、炉から引戻された後、毛細管の一端と炉との間の場
   所へ、バリヤーを移動させる請求項３記載の方法。 ５、（ａ）一般に環境温度より上の温度に加熱され、選
   択された波長の実質的に単色のビームの通過を許すよう
   に構成された、試料導入口を有する炉、 （ｂ）液体試料を導入口を通して導入し、炉の内面に付
   着させる装置を有し、該装置は試料が通過し、少なくと
   も主要部が蒸発する加熱された毛細管を有し、該管は蒸
   発した試料を上記導入口を通つて炉中へ噴射するように
   適合された出口端を有することを特徴とする原子吸光分
   光分析用の試料の電熱原子化装置。 ６、上記出口端が試料口から引戻されている第１後退位
   置と、上記出口端が試料口を通つて炉中へ延びている第
   ２試料導入位置との間で加熱された毛細管を軸方向変位
   可能に支承する装置、および上記第１位置と第２位置と
   の間で毛細管を移動させる装置を有する請求項５記載の
   装置。 ７、真空排気室を、毛細管の出口端が、後退位置にある
   場合に該室中に存在するように配置して形成する装置を
   有する請求項６記載の装置。 ８、毛細管の入口端が、加圧されたキャリヤ液源に流れ
   連通しかつ毛細管を通るキャリヤ液の流れが生じるよう
   に適合されており、かつ試料ループを有する入口弁が加
   熱された毛細管の上流でキャリヤ液の流路に接続されて
   いる請求項７記載の装置。 ９、炉と排気室との間に挿入された変位可能なシールド
   を形成する装置および該シールドを、排気室と炉との間
   の連絡を遮断する位置へ移動および該位置から脱出させ
   るため選択的に操作しうる装置を有する請求項８記載の
   装置。 １０、毛細管が融解石英製でありかつ毛細管を同軸に取
   囲む不銹鋼管を有し、不銹鋼管の端部は電気接点に接続
   され、電流が流れて該管を直接に加熱するように適合さ
   れている請求項９記載の装置。