JPH027343A - 誘導結合プラズマ質量分析用試料導入装置 - 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】 ［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、特に高感度で分析精度の高い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に係わる。

（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ブ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
の不純物の含有量を測定する。

かかる方法は微量分析として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〜ＩＱ−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は適用が困難であった。

そこで・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
熱物質からなるキュベツトやこのキュベツト内に挿入さ
れた円筒状のチューブ内に注入し、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−記キュベットやチューブを形成するための
発熱物質として、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を用いることが考えられている。

しかしながら、前記キュベツトもしくは円筒状のチュー
ブ内に試料を注入した場合、該試料はキュベツト中央部
もしくはチューブ中央部から移動し易いため（こぼれる
こともある）、加熱したキュベツト内部もしくはチュー
ブ内部の温度分布の違いにより、試料の蒸発気化温度条
件が分析操作毎に変動する。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。

（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
超微量成分を高精度かつ高感度で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。

［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ツトを備え
た加熱炉と、前記キュベツ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該不活性
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、前記試料注入孔が位置する前記キ
ュベツト内面付近の円周上に少なくとも１つ以上の微細
溝を設けた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。

上記電極やキュベツトは、電気良導体で２６００〜３０
００℃の温度に耐えうる材料であれはいかなるものでも
く、例えばグラファイト又はタンタル、タングステン、
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。前記キュベツトをグラファイトで形成した場合
には、該キュベツト内に試料注入孔を有する高融点金属
製のチューブを挿入すると共に、該試料注入孔が位置す
る該チューブ内面付近の円周上に少なくとも１つ以上の
微細溝を設けた構成としてもよい。こうした電極表面や
キュベツト表面もしくはチューブ表面は、炭化物を生成
し易い元素（Ｕ、Ｔｈ　、希土類元素等）を分析する場
合、高融点金属酸化物膜もしくは高融点金属窒化物膜で
被覆することが望ましい。前記高融点金属酸化物として
は、例えばタンタル酸化物、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。かかる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、スパッタ蒸管法、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。

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。

上記微細溝は、試料注入孔が位置するキュベツト内面付
近もしくはチューブ内面付近の円周上に少なくとも１つ
以上設けられるが、特にキュベツトもしくはチューブを
水平にした状態で試料を該注入孔から注入した時に試料
が自然落下するキュベツトもしくはチューブの位置に微
細溝を設けることが望ましい。

上記微細溝の幅や深さは、試料をキュベツトもしくはチ
ューブの内面の所定位置に固定し、移動するのを抑制す
る観点から、できる限り大きい方が好ましいが、あまり
大きくし過ぎると加熱した時にキュベツトもしくはチュ
ーブが破損し易くなるので、実用的には１〜１Ｏｔｔ　
ｍの範囲とすることが望ましい。また、キュベツトもし
くはチューブの内面に高融点金属酸化物膜や高融点金属
窒化物膜を被覆した場合には、微細溝の深さを該酸化物
膜や窒化物膜の厚さより浅しで溝内面にキュベツトもし
くはチューブそのものが露出しないようにすることが望
ましい。微細溝の形状については、任意である。

上記微細溝の形成手段としては、例えば先端が尖った硬
質材料（例えば超硬合金、セラミックス、ガラス等）か
らなる治具によりキュベツトもしくはチューブ内面の所
定部分を機械的に引掻く方法、放電やレーザによりキュ
ベツトも□しくはチューブ内面の所定部分を物理的に除
去する方法、酸エツチングなどによりキュベツトもしく
はチューブ内面の所定部分を化学的に除去する方法等を
採用し得る。但し、微細溝の形成後のキュベツトもしく
はチューブの内面は不純物で汚染されているので、使用
前にキュベツトもしくはチューブを酸洗浄処理やアルゴ
ンなどの不活性ガス気流中での高温処理（２６００〜３
０００℃）を行ない不純物をできる限り低減することが
望ましい。

（作用） 本発明によれば、試料注入孔が位置するキュベツト内面
付近もしくは該キュベツトに挿入され、試料注入孔が位
置するチューブの内面付近の円周上に少なくとも１つ以
上の微細溝を設けることによって、注入孔から注入され
た試料の一部がまず前記微細溝に侵入し、その後に残り
の試料も表面張力により該微細溝の周囲に滞留される。

このため、キュベツトもしくはチューブの内部に不活性
ガスを流通させたり、キュベツトもしくはチュブが多少
傾いたりしても、試料がキュベツトもしくはチューブの
設定した位置から移動するのを抑制できる。その結果、
キュベツトもしくはチューブ内において温度分布が生じ
ていても、その中に注入した試料を一定の位置に止どめ
ることができるため、該試料を常に同一の温度条件で加
熱蒸発気化することが可能となり、蒸発気化された試料
が導入される誘導結合プラズマ質量分析装置で試料中の
超微量成分を高精度がっ高感度で分析できる。

また、加熱された不活性ガスや蒸発気化された試料ガス
が接触されるキュベツト表面及び電極表面を高融点金属
の酸化物膜又は窒化物膜で被覆することによって、それ
らキュベツト等の基材としてグラファイトを用いて分析
を行なった場合、試料中の炭化物を生成しおい元素（Ｕ
やＴｈなど）がグラファイトと反応して炭化物を生成す
るのを防止できる。その結果、イオン化効率を大幅に向
上できると共に、メモリ効果を解消できる。一方、キュ
ベツト等の基材として耐熱性金属を用いた場合、前記高
融点金属の酸化物膜又は窒化物膜のバリア作用により該
耐熱性金属中に不純物として含有するＵやＴｈが蒸発気
化するのを抑制できる。

しかも、前記高融点金属の酸化物膜又は窒化物膜の被覆
によって、前記耐熱性金属中のＵやＴｈの蒸発気化開始
時間を試料中のＵやＴｈの蒸発気化開始時間よりも、遅
らせることができるため、試料中のＵやＴｈによるイオ
ンスペクトルと基材である耐熱性金属中のＵやＴｈによ
るイオンスペクトルとを時間的に分離できる。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
成分であるＵやＴｈを高感度で高精度かつ迅速に分析で
きる。

更に、キュベツトをグラファイトにより形成し、このキ
ュベツト内に試料注入孔を有するチューブを挿入し、こ
のチューブの前記注入孔が位置する内面付近の円周上に
少なくとも１つ以上の微細溝を設けることによって、前
述した誘導結合プラズマ質量分析装置での試料中の超微
量成分を高精度かつ高感度で分析できると共に、試料導
入装置の蒸発気化部空間の小型化を達成できる。即ち、
キュベツトを耐熱性金属で製作した場合、炭化物を生成
し易い元素（ＵやＴｈなど）を測定する際、その試料を
高精度かつ高感度で分析できるものの、該耐熱性金属は
良熱伝導性であるため、断熱の必要性から試料導入装置
の蒸発気化部空間が大型化する。このようなことから、
キュベツトを断熱性に優れたグラファイトで形成するこ
とにより試料導入装置の蒸発気化部空間の小型化が可能
となる。

コノ場合、キュベツトのみならず電極もグラファイトで
形成することによって、−層の小型化が可能となる。し
かし、キュベツトをグラファイトで形成すると、試料中
の炭化物を生成し易い元素（ＵやＴｈなど）をａＩｌｊ
定する場合には前記ＵやＴｈがグラファイトと反応して
炭化物を生成し、イオン化効率の低下やメモリ効果が現
われる。そこで、前記キュベツト内に高融点金属製のチ
ューブを挿入し、ここで試料の蒸発気化を行なうことに
よって、メモリ効果を解消すると共に高いイオン化効率
を維持しつつ、試料導入装置の蒸発気化部空間の小型化
を図ることができる。

更に、前記グラファイトからなるキュベツト内に表面を
高融点金属の酸化物膜又は窒化物膜で被覆した高融点金
属の円筒状チューブを挿入することによって、前記高融
点金属の酸化物膜又は窒化物膜のバリア作用によりチュ
ーブ基材である高融点金属中に不純物として含有するＵ
やＴｉが蒸発気化するのを抑制できる。しかも、前記高
融点金属の酸化物膜又は窒化物膜の被覆によって、前記
チューブ基材である高融点金属中のＵやＴｈの蒸発気化
開始時間を試料中のＵやＴｈの蒸発気化開始時間よりも
遅らせることができるため、試料中のＵやＴｈによるイ
オンスペクトルとチューブ基材である高融点金属中のＵ
やＴｈによるイオンスペクトルとを時間的に分離できる
。従って、前記キュベツト内に表面を高融点金属の酸化
物膜又は窒化物膜で被覆した高融点金属製のチューブを
挿入し、ここで試料の蒸発気化を行なうことによって、
イオン化効率の向上、メモリ効果の確実な防止により一
層高精度の分析を行なうことができると共に、試料導入
装置の蒸発気化部空間の小型化を図ることができる。

（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。

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ツトであり、該キュベツトｌ
の中央上部には試料注入孔２が開口されている。このキ
ュベツトｌ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を前記キュベツ
トｌの注入孔２と合致するように挿入されている。この
チューブ３の前記注入孔４が位置する内面付近には、第
２図に示すように微細溝５がその円周全体に亙っＣ設け
られている。また、前記キュベツトｌ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６ａ、　
ｅｂに包囲されていると共に、該キュベツトｌの両端周
縁は各電極６ａ、　６ｂの内面に夫々接触、支持されて
いる。前記各電極６ａｓ　６ｂ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６ａには、ピペット挿入穴７が
開口されている。前記各電極６ａ、　６ｂ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８ａ、　８ｂに包囲されていると共に、各電極８
ａ、　６ｂの外周面は夫々各電極ブロック８ａ、　８ｂ
の内周面に接触、支持されている。前記各電極ブロック
８ａ、　８ｂ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８ａ、　８ｂには、それらブロック８ａ、
　８ｂを冷却するための冷却水通路９ａ、　９ｂが設け
られている。前記電極ブロック８ａ、　８ｂには、キャ
リアガス流出口となる石英バイブ１０ａ及びキャリアガ
ス流入口としての石英バイブ１０ｂが夫々挿着されてい
る。また、前記電極ブロック８ａ、　８ｂから前記電極
６ａ、６ｂに亙ってキャリアガス外部流路１１ａ　５１
１ｂが夫々穿設され、かつ前記石英パイプ１Ｏａｓｆｏ
ｂの挿着部近傍の電極ブロック８ａ、　８ｂにはキャリ
アガス内部流路１２ａ　５１２ｂ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１０ｂとキ
ャリアガス内部流路１２ａ　、　１２ｂ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、前記キュベツト１１チユーブ３、電極Ｇａｓ　６ｂ
及び電極ブロック８ａｓ　８ｂ等により加熱炉を構成し
ている。

また、図中の１３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１３は、不活性ガス人口１４側に
配置された第１の電磁弁１５を備えている。

この電磁弁１５は、圧力調整器１６に連結されており、
かつ該調整器１６には圧力メータ１７が連結させている
。これら圧力調整器１Ｂ及び圧力メータ１７は予め適正
な圧力に調整されている。また、前記電磁弁１５と圧力
調整器１６の間の配管部分には前記不活性ガス人口１４
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１８に連結されている。この圧力
スイッチェ８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Ｂａ、　８ｂ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１６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１９〜２１に連結されている。第１の流
量計１９は、前記加熱炉のキャリアガス外部流路１１ａ
　５ｌｌｂに連結されている。第２の流量計２０は、第
２の電磁弁２２を介して前記加熱炉のキャリアガス内部
流路１２ａ　、　１２ｂに連結されている。第３の流量
計２１は、第３の電磁弁２３を介して前記加熱炉のキャ
リアガス流入口である石英バイブｌＯｂに連結されてい
る。なお、前記加熱炉と誘導結合プラズマ質量分析装置
のプラズマトーチ（図示せず）を連結する配管系には第
４の電磁弁２４が設けられている。

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。

まず、第２〜第４の電磁弁２２〜２４を閉じた状態で試
料をピペット挿入穴７、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。この時、滴下された試
料２５は第２図に示すように試料注入孔４直下に位置す
る微細溝５に侵入して該溝５及びその周辺に滞留される
。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８ａｓ　８ｂに通電し、これら電
極ブロックｇａｓ８ｂに接続されて電極６ａ、　６ｂを
通してキュベツト１の両端に電圧を印加してキュベツト
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２５を乾燥、灰化させる共に、第２、第３の電
磁弁２２．２３を開いて不活性ガス（キャリアガス）を
加熱炉の内部流路１２ａ　、　１２ｂと流入口としての
石英バイブ１０ｂに供給する。これにより、試料２５の
乾燥、灰化の段階で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・ソト挿入穴７
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７及び試料注入孔２．４を塞いだ後、キュ
ベツト１への通電を上げてより高い温度に発熱させて試
料２５中の目的成分を蒸発気化し、同時に第４の電磁弁
２４を開い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、キュベツト
１１チユーブ３が冷却した後、第２〜第４の電磁弁２２
〜２４を閉じ、再び試料を注入して同様な操作を繰返し
て測定を行なう。

上述した試料の蒸発気化に際し、高融点金属製の円筒状
チューブ３の注入孔４が位置する内面付近に第２図に示
すように微細溝５をその円周全体に亙って設けているた
め、試料２５が該微細溝５の位置から移動されるのを抑
制できる。その結果、試料２５を常に同一温度条件で蒸
発気化することが可能となるため、誘導結合プラズマ質
量分析装置での試料中の超微量成分を高精度かつ高感度
で分析できる。

事実、本実施例１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。

実施例１−１ 電極６ａ、　６ｂとしてグラファイトからなるものを、
キュベツト１として外径８Ｍφ、内径ｅ　ｍｙφ、長さ
２８ｒｎｍ、中央部に２　ｍｍφ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５．５關φ、内径４．５關φ、長さ２６献、中
央部に２　ｍｍφ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Ｇ
ａｓ　６ｂｓキユベツ）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２０μｍ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。また、前
記円筒状チューブ３の試料注入孔４が位置する内面付近
の円周上全体に亙って幅、深さが共に約１０μｍのＶ字
形の微細溝５を１本形成した。この微細溝５は、先端が
尖った高純度タングステン製治具でチューブ内面のタン
グステン窒化物膜を機械的に引掻くことにより形成し、
この後アルゴンガス気流中で２９００℃にて高温処理を
行なった。

比較例１−１ タングステン窒化物膜が被覆されたタングステン製円筒
状チューブの内面に微細溝を形成しない以外、上記実施
例１−１と同様な試料導入装置を組立てた。

比較例１−２ 電極、キュベツト及びタングステン製円筒状チューブが
タングステン窒化物膜で被覆されておらず、かつ該チュ
ーブ内面に微細溝を形成しない以外、上記実施例１−１
と同様な試料導入装置を組立てた。

しかして、本実施例１−１及び比較例１−１．１−２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１００　ｐｇ／ｍの試料１０μノと
同標準溶液ｎｐｇ／ｍｚの試料１ｏμノについて下記条
件でイオン強度を１０回ずつ測定した。

試料導入装置でのキャリアガス；４．ｏノ／ｗｉｎのア
ルゴン。

試料導入装置での乾燥、　１５０．　”Ｃ５３０ｓｅｃ
。

試料導入装置での灰化；　１’ＯＯＯ℃、３０　ｓｅｃ
。

試料導入装置での蒸発気化；　２８００℃、７　Ｓｅｅ
　。

プラズマトーチでの高周波電源の周波数；２７．１２　
ＭＨｚ。

プラズマトーチでの高周波電源の高周波出力；１．３　
ｋＷｏ プラズマトーチでの冷却ガス；１５ノ／１ｎ０プラズマ
トーチでのプラズマガス；０．８ノ／１ｎ。

以上の結果、本実施例１−１ではウラン標準溶液１００
　ｐｇ／ｍの試料の平均イオン強度は５２０、精度は±
７２６、同標準溶液Ｏｐｇ／ｍｌ！の試料の平均イオン
強度は８、精度は±６％であった。これに対し、比較例
１−１ではウラン標準溶液１００　ｐｇ／ｘｉ！の試料
の平均イオン強度は３９０、精度は±１５％、同標準溶
液Ｏｐｇ／ｌｎＩ！の試料の平均イオン強度は８、精度
は±０％となり、円筒状チューブ内面に微細溝を設けて
いないことにより、試料がチューブ内面の所定位置（試
料注入孔直下）から移動して、蒸発気化時の温度条件が
変動するためにウランのイオン強度が減少し、精度も低
下した。また、比較例１−２ではウラン標準溶液１００
　ｐｇ／ａｉｙの試料の平均イオン強度は３１０、精度
は±８％、同標準溶液Ｏｐｇ／ＩｊＩ！の試料の平均イ
オン強度は４５、精度は±７％となり、タングステン窒
化物膜が被覆されていないタングステン製円筒状チュー
ブから蒸発気化されたウランの混入により標準溶液が零
の試料でもウランのイオン強度が測定された。

実施例１−２ 電極ｃａ、　ｅｂとしてグラファイトからなるものを、
キュベツトｌとして外径８Ｍφ、内径ｃ　ｍｍφ、長さ
２８ｍｍ５中央部に２　ａｍφ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５．５闘φ、内径４．５ｍｍφ、長さ２６關、中
央部に２賭φ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、前記円筒状チューブ
３の試料注入孔４が位置する内面の円周上全体及びその
左右５００μｍ離れた円周上全体に亙って幅、深さが共
に約１０μｍのＶ字形の微細溝５を合計３本形成した。

これらの微細溝５は、先端が尖った高純度タンタル製治
具でチューブ内面を機械的に引掻くことにより形成し、
この後アルゴンガス気流中で２９００℃にて高温処理を
行なった。

比較例１−３ タンタル製円筒状チューブ内面に微細溝を形成しない以
外、上記実施例１−２と同様な試料導入装置を組立てた
。

しかして、本実施例１−２及び比較例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ユー
ロピウム標準溶液１００　ｐｇ、／ｒＩＪ！の試料ＩＯ
μノと同標準溶液Ｏｐｇ／ｍＪ！の試料ＩＯμノについ
て灰化条件を１１００℃、３０　ｓｅｃ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１０回ずつ
ハ１定した。その結果、本実施例１−２ではユーロピウ
ム標準溶液１００　ｐｇ／ｍｘの試料の平均イオン強度
は４７０、精度±６％、同標準溶液Ｏｐｇ／ｍの試料の
平均イオン強度は３、精度±５％であった。

これに対し、比較例１−３ではユーロピウム標準溶液１
００　ｐｇ／ＩＩＪ！の試料の平均イオン強度は３８ｏ
１精度は±１４％、同標準溶液Ｏｐｇ／ＩＩＩＩ！の試
料の平均イオン強度は３、精度は±５％となり、円筒状
チューブ内面に微細溝を設けていないことにより、試料
がチューブ内面の所定位置（試料注入孔直下）から移動
して、蒸発気化時の温度条件が変動するためにユーロピ
ウムのイオン強度が減少し、精度も低下した。

このように本実施例１の試料導入装置では、ウランやユ
ーロピウムの測定において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分析精度及び感度
が大幅に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分析精度及び感度を大幅に向上さ
せることができる。

実施例２ 電極６ａ、　Ｏｂとしてグラファイトからなるものを、
キュベツトｌとして外径８Ｍφ、内径ｅ　ｍｍφ、長さ
２８闘、中央部に２　ｍＷφ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、夫々用いた。また、キュ
ベツト１内に円筒状チューブを挿入せずに、該キュベツ
トｌの試料注入孔２が位置する内面の円周上全体に亙っ
て幅、深さが共に約ｌＯμｍのＶ字形の微細溝を１本形
成した。この微細溝は、先端が尖った高純度タンタル製
治具でキュベツト内面を機械的に引掻くことにより形成
し、この後アルゴンガス気流中で２９００℃にて高温処
理を行なった。

比較例２ グラファイトからなるキュベツト内面に微細溝を形成し
ない以外、上記実施例２と同様な試料導入装置を組立て
た。

しかして、本実施例２及び比較例２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銅標準溶液１
００　ｐｇ／ＩｎＩ！の試料ＩＯμノと同標準溶液Ｏｐ
ｇ／ｒｄの試料ＩＯμノについて灰化条件を８００℃、
３０　ｓｅｃ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１０回ずつ測定した。その結果、本実
施例２では銅標準溶液１００　ｐｇ／妊の試料の平均イ
オン強度は４２０、精度±７％、同標準溶液Ｏｐｇ／ｍ
ｘの試料の平均イオン強度は６、精度±６％であった。

これに対し、比較例２では銅標準溶液１００　ｐｇ／Ｉ
ＩＬＩ！の試料の平均イオン強度は３７０、精度は±１
１％、同標準溶液Ｏｐｇ／ｍｚの試料の平均イオン強度
は６、精度は±６％となり、キュベツト内面に微細溝を
設けていないことにより、試料がキュベツト内面の所定
位置（試料注入孔直下）から移動して、蒸発気化時の温
度条件が変動するために銅のイオン強度が減少し、精度
も低下した。

このように本実施例２の試料導入装置では、銅の測定に
おいて従来の蒸発気化法を併用した誘導結合プラズマ質
量分析法に比べて分析精度及び感度が大幅に向上するこ
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結合プラズマ発光分析法と比較して
も分析精度及び感度を大幅に向上させることができる。

［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精度かつ高
感度で分析可能とした試料導入装置を提供できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

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、第２図は第１図の円
筒状チューブの拡大断面図である。 ■・・・キュベツト、２．４・・・試料注入孔、３・・
・円筒状チューブ、５・・・微細溝、６ａｓ　６ｂ・・
・電極、８ａ。 ８ｂ・・・電極ブロック、ｌｌａ　、　ｌｌｂ・・・キ
ャリアガス外部流路、１２ａ　、　１２ｂ・・・キャリ
アガス内部流路、１３・・・ガス制御機構、１８・・・
圧力スイッチ、２２〜２４・・・電磁弁、２５・・・試
料。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ツトを備えた
   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該不活性ガ
   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、前記試料注入孔が位置する前記キュ
   ベット内面付近の円周上に少なくとも１つ以上の微細溝
   を設けた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。
2. （２）、キュベットをグラファイトにより形成し、該キ
   ュベット内に試料注入孔を有する高融点金属製のチュー
   ブを挿入すると共に、該試料注入孔が位置する該チュー
   ブ内面付近の円周上に少なくとも１つ以上の微細溝を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の誘導結合プラズマ
   質量分析用試料導入装置。