JPH04137449A - 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 - Google Patents
高周波誘導結合プラズマ質量分析計Info
- Publication number
- JPH04137449A JPH04137449A JP2259624A JP25962490A JPH04137449A JP H04137449 A JPH04137449 A JP H04137449A JP 2259624 A JP2259624 A JP 2259624A JP 25962490 A JP25962490 A JP 25962490A JP H04137449 A JPH04137449 A JP H04137449A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate valve
- ion
- aperture
- analysis
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
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、高周波誘導コイルに高周波エネルギを供給し
高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じさ
せ該プラズマを利用して試料中の被測定元素を分析する
高周波誘導結合プラズマ質量分析計（以下、ｒＩｃＰ−
ＭＳＪという）に関し、更に詳しくは、イオンレンズ、
四重後マスフィルタ、及び光電子増倍管などを一体的に
移動できるようにして分析感度を向上させたＩＣＰＭＳ
に関する。
高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じさ
せ該プラズマを利用して試料中の被測定元素を分析する
高周波誘導結合プラズマ質量分析計（以下、ｒＩｃＰ−
ＭＳＪという）に関し、更に詳しくは、イオンレンズ、
四重後マスフィルタ、及び光電子増倍管などを一体的に
移動できるようにして分析感度を向上させたＩＣＰＭＳ
に関する。
〈従来の技術〉
第３図は、ＩＣＰ−ＭＳの従来例構成説明図である。こ
の図において、プラズマトーチ１の外室１ｂと最外室１
ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源３から
アルゴンガスが供給され、内室１ａには試料導入装置４
内の固体試料がレーザ光源５から照射されたレーザ光に
よって気化されてのちキャリアガスであるアルゴンガス
によって搬入されるようになっている。尚、試料が液体
の場合は、第３図の試料導入装ｆｆ４とレーザ光源５か
除去され、導入される液体試料を霧化してプラズマトー
チ１の内室１ａに供給するネプライザか装着される。ま
た、試料は固体であることよりも液体であることが多い
。
の図において、プラズマトーチ１の外室１ｂと最外室１
ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源３から
アルゴンガスが供給され、内室１ａには試料導入装置４
内の固体試料がレーザ光源５から照射されたレーザ光に
よって気化されてのちキャリアガスであるアルゴンガス
によって搬入されるようになっている。尚、試料が液体
の場合は、第３図の試料導入装ｆｆ４とレーザ光源５か
除去され、導入される液体試料を霧化してプラズマトー
チ１の内室１ａに供給するネプライザか装着される。ま
た、試料は固体であることよりも液体であることが多い
。
更に、プラズマトーチ１に巻回された高周波誘導コイル
６には高周波電源１０によって高周波電流か流され、該
コイル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成されて
いる。この状態で上記高周波磁界の近傍でアルゴンガス
中に電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の
作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ７か生ずる
。
６には高周波電源１０によって高周波電流か流され、該
コイル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成されて
いる。この状態で上記高周波磁界の近傍でアルゴンガス
中に電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の
作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ７か生ずる
。
また、ノズル８とスキマー９に挟まれたフォアチャンバ
ー本体１１内は、真空ポンプ１２によって例えばＩ Ｔ
ｏ ｒ ｒ 、に吸引されている。更に、センターチ
ャンバー１３内には、アパーチャーレンズ１４ｂ、四重
径レンズ１４ｃ、及びアパーチャー１４ｄか設けられる
と共に、該センターチャンバー１３の内部は第１油拡散
ポンプ１５によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引さ
れ、エントランスレンズ１４ｅと八重極マスフィルタ１
６を収容しているリアチャンバー１７内は第２油拡散ポ
ンプ１８によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引され
ている。また、スキマー９の後方に引出し電極１４ａが
ある。
ー本体１１内は、真空ポンプ１２によって例えばＩ Ｔ
ｏ ｒ ｒ 、に吸引されている。更に、センターチ
ャンバー１３内には、アパーチャーレンズ１４ｂ、四重
径レンズ１４ｃ、及びアパーチャー１４ｄか設けられる
と共に、該センターチャンバー１３の内部は第１油拡散
ポンプ１５によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引さ
れ、エントランスレンズ１４ｅと八重極マスフィルタ１
６を収容しているリアチャンバー１７内は第２油拡散ポ
ンプ１８によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引され
ている。また、スキマー９の後方に引出し電極１４ａが
ある。
この状態で高周波誘導結合プラズマ中に上述のようにし
て気化された試料が導入され、イオン化や発光が行われ
る。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９
を経由してのち引出し電極１４ａの間とイオンレンズ系
４ｂ〜１４ｅの間を通って収束され、八重極マスフィル
タ１６に導入される。八重極マスフィルタ１６に入った
イオンのうち目的の質量電荷比のイオンだけが、通過し
一次電子増倍管１９に導かれて検出されるにの検出信号
が信号処理部２０に送出されて演算・処理されることに
よって、前記試料中の被測定元素分析値が求められるよ
うになっている。
て気化された試料が導入され、イオン化や発光が行われ
る。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９
を経由してのち引出し電極１４ａの間とイオンレンズ系
４ｂ〜１４ｅの間を通って収束され、八重極マスフィル
タ１６に導入される。八重極マスフィルタ１６に入った
イオンのうち目的の質量電荷比のイオンだけが、通過し
一次電子増倍管１９に導かれて検出されるにの検出信号
が信号処理部２０に送出されて演算・処理されることに
よって、前記試料中の被測定元素分析値が求められるよ
うになっている。
一方、２１はハウジングが金属で構成されると共に電位
が各チャンバー１１．１３．１７と同様アース電位に保
たれているゲートバルブである。
が各チャンバー１１．１３．１７と同様アース電位に保
たれているゲートバルブである。
また、ゲートバルブ２１は次のような必要性があるため
設けられている。即ち、ＩＣＰ−ＭＳの質量分析計部分
やイオンレンズ系１４ｂ〜１４ｅは高真空（１０″〜１
０′ｔｏｒｒ、以下の真空）の下で動作させることが必
要であり、分析しないときであっても真空の解除や立ち
上げに伴なって生ずる時間ロスを回避するため、真空ポ
ンプを動作させて真空チャンバーを高真空にしておくこ
とが必要である。このため、非分析時（例えばスタンバ
イ時など）にはフォアチャンバー１１とセンターチャン
バー１３を遮断し、分析時にはフォアチャンバー１１と
センターチャンバー１３を連通させることが必要である
。〈発明が解決しようとする問題点〉 然しなから、上記従来例においては、ゲートバルブ２１
を設けているため、ゲートバルブ２１が厚み分だけイオ
ン軌道長が長くなり引出し電極１４ａとイオンレンズ系
１４ｂ〜１４ｅの距離が長くなっていた。このため、イ
オンビームか細く維持できずに発散する傾向が大となり
、イオンの透過率が低下して究極的にＩＣＰ−ＭＳとし
ての感度が低下するという欠点があった。
設けられている。即ち、ＩＣＰ−ＭＳの質量分析計部分
やイオンレンズ系１４ｂ〜１４ｅは高真空（１０″〜１
０′ｔｏｒｒ、以下の真空）の下で動作させることが必
要であり、分析しないときであっても真空の解除や立ち
上げに伴なって生ずる時間ロスを回避するため、真空ポ
ンプを動作させて真空チャンバーを高真空にしておくこ
とが必要である。このため、非分析時（例えばスタンバ
イ時など）にはフォアチャンバー１１とセンターチャン
バー１３を遮断し、分析時にはフォアチャンバー１１と
センターチャンバー１３を連通させることが必要である
。〈発明が解決しようとする問題点〉 然しなから、上記従来例においては、ゲートバルブ２１
を設けているため、ゲートバルブ２１が厚み分だけイオ
ン軌道長が長くなり引出し電極１４ａとイオンレンズ系
１４ｂ〜１４ｅの距離が長くなっていた。このため、イ
オンビームか細く維持できずに発散する傾向が大となり
、イオンの透過率が低下して究極的にＩＣＰ−ＭＳとし
ての感度が低下するという欠点があった。
また、イオンビームが一旦発散するとイオンレンズで再
び収束させようとしても、イオンレンズに入るイオンの
数が大きく減少するため、イオンレンズ系１４ｂ〜１４
ｅ全体のイオン透過効率は大きく低下するという欠点も
あった。
び収束させようとしても、イオンレンズに入るイオンの
数が大きく減少するため、イオンレンズ系１４ｂ〜１４
ｅ全体のイオン透過効率は大きく低下するという欠点も
あった。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされものであり、その
課題は、ゲートバルブの厚さ分のイオン軌道長さを短縮
化してイオンの透過率を向上させて分析感度を改善した
ＩＣＰ−ＭＳを提供することにある。
課題は、ゲートバルブの厚さ分のイオン軌道長さを短縮
化してイオンの透過率を向上させて分析感度を改善した
ＩＣＰ−ＭＳを提供することにある。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、フォアチャンバーとセンターチャンバーの間
にゲートバルブが設けられると共に前記ゲートバルブが
閉の時に引き出しｔ極とアパーチャーレンズが前記ゲー
トバルブを挟んで反対側に設けられているＩＣＰ−ＭＳ
において、伸縮性部材でなりリアチャンバーと信号処理
部を接続する胴部を設け、非分析時には前記ゲートバル
ブが閉となって前記センターチャンバーとフォアチャン
バーの連通を遮断すると共に前記胴部か伸びて前記アパ
ーチャーレンズが前記ゲートバルブから離れた位置にな
り、分析時には、前記ゲートバルブを開にすると共に前
記胴部が縮み前記アパーチャーレンズか前記ゲートバル
ブの開口部に位置するようにしたことにある。
にゲートバルブが設けられると共に前記ゲートバルブが
閉の時に引き出しｔ極とアパーチャーレンズが前記ゲー
トバルブを挟んで反対側に設けられているＩＣＰ−ＭＳ
において、伸縮性部材でなりリアチャンバーと信号処理
部を接続する胴部を設け、非分析時には前記ゲートバル
ブが閉となって前記センターチャンバーとフォアチャン
バーの連通を遮断すると共に前記胴部か伸びて前記アパ
ーチャーレンズが前記ゲートバルブから離れた位置にな
り、分析時には、前記ゲートバルブを開にすると共に前
記胴部が縮み前記アパーチャーレンズか前記ゲートバル
ブの開口部に位置するようにしたことにある。
〈実施例〉
以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第１
図及び第２図は本発明実施例の構成説明図であり、図中
、第３図と同一記号は同一意味をもたせて使用しここで
の重複説明は省略する。また、２２は例えばステンレス
製ベローズのような伸縮性部材でなりリアチャンバー１
７と信号処理部２０を接続する胴部である。
図及び第２図は本発明実施例の構成説明図であり、図中
、第３図と同一記号は同一意味をもたせて使用しここで
の重複説明は省略する。また、２２は例えばステンレス
製ベローズのような伸縮性部材でなりリアチャンバー１
７と信号処理部２０を接続する胴部である。
このような要部構成からなる本発明の実施例において、
分析開始前の所謂スタンバイ時には、ゲートバルブ２１
が第１図の破線で示すように閉となっており、ゲートバ
ルブ２１がセンターチャンバー１３とフォアチャンバー
１１の連通を遮断している。この状態では、イオンレン
ズ系１．４ ａ〜１４ｅに電圧は印加されていない、ま
た、センタチャンバー１３内とりアチャンバー１７内が
真空に保たれているか、回転ポンプ１２がオフでフォア
チャンバー１１内は真空が解除されている（即ち、真空
となりいない）。このため、ノズル８、スキマー９．或
いは引き出し電［ｉ １４ ａを取り外して洗浄などの
保守作業が容易に行なえるようになる。
分析開始前の所謂スタンバイ時には、ゲートバルブ２１
が第１図の破線で示すように閉となっており、ゲートバ
ルブ２１がセンターチャンバー１３とフォアチャンバー
１１の連通を遮断している。この状態では、イオンレン
ズ系１．４ ａ〜１４ｅに電圧は印加されていない、ま
た、センタチャンバー１３内とりアチャンバー１７内が
真空に保たれているか、回転ポンプ１２がオフでフォア
チャンバー１１内は真空が解除されている（即ち、真空
となりいない）。このため、ノズル８、スキマー９．或
いは引き出し電［ｉ １４ ａを取り外して洗浄などの
保守作業が容易に行なえるようになる。
一方、分析時には、第１図の破線で示すようにゲートバ
ルブ２１が開となっており、ゲートバルブ２１を介して
センターチャンバー１３とフォアチャンバー１１が連通
ずる。この状態で５手動または空気圧若しくは電動など
による自動操作で信号処理部２０の左側から押圧される
と、胴部２２が縮んで第２図のようになる。即ち、胴部
２２の縮みに伴ない、イオンレンズ１４ｂ〜１４ｅ、四
重極マスフィルタ１６．及び光電子増倍管１９が一体的
に第２図の紙面上で右方向に移動し、アパチャーレンズ
１４ｂがゲートバルブ２１の開口部に位置するようにな
る。このため、引出し電極１４ａとアパーチャーレンズ
１４ｂの距離は、第３図で示した前記従来例における引
出し電極１４ａとアパーチャーレンズ１４ｂの距離に比
して著しく短くなっている（例えば、約１／３）、従っ
て、引出しｔ極１４ａを通過したイオンビームが発散し
たとしても、アパーチャーレンズ１４ｂで再び細く絞る
ことがことができる。このため、引出し電極１４ａとア
パーチャーレンズ１４ｂの距離か大でイオンビームが発
散しなのち再び収束させてもイオンレンズに入るイオン
数が大きく減少していた前記従来例に比し、イオンビー
ム発散時のイオンのロスが激減し、その結果、イオンレ
ンズ系１４ｂ〜１４ｅ全体のイオン透過効率が大きく改
善されるようになる。
ルブ２１が開となっており、ゲートバルブ２１を介して
センターチャンバー１３とフォアチャンバー１１が連通
ずる。この状態で５手動または空気圧若しくは電動など
による自動操作で信号処理部２０の左側から押圧される
と、胴部２２が縮んで第２図のようになる。即ち、胴部
２２の縮みに伴ない、イオンレンズ１４ｂ〜１４ｅ、四
重極マスフィルタ１６．及び光電子増倍管１９が一体的
に第２図の紙面上で右方向に移動し、アパチャーレンズ
１４ｂがゲートバルブ２１の開口部に位置するようにな
る。このため、引出し電極１４ａとアパーチャーレンズ
１４ｂの距離は、第３図で示した前記従来例における引
出し電極１４ａとアパーチャーレンズ１４ｂの距離に比
して著しく短くなっている（例えば、約１／３）、従っ
て、引出しｔ極１４ａを通過したイオンビームが発散し
たとしても、アパーチャーレンズ１４ｂで再び細く絞る
ことがことができる。このため、引出し電極１４ａとア
パーチャーレンズ１４ｂの距離か大でイオンビームが発
散しなのち再び収束させてもイオンレンズに入るイオン
数が大きく減少していた前記従来例に比し、イオンビー
ム発散時のイオンのロスが激減し、その結果、イオンレ
ンズ系１４ｂ〜１４ｅ全体のイオン透過効率が大きく改
善されるようになる。
尚、本発明実施例の他の部分の動作は、第２図を用いて
詳述した前記従来例の場合と同一であるためここでの重
複説明は省略する０、ｔな、本発明は上述の実施例に限
定されることなく種々の変形が可能である。
詳述した前記従来例の場合と同一であるためここでの重
複説明は省略する０、ｔな、本発明は上述の実施例に限
定されることなく種々の変形が可能である。
〈発明の効果〉
以上詳しく説明したように、本発明は、ＩＣＰＭＳにお
いて、非分析時にはゲートバルブが閉となってセンター
チャンバーとフォアチャンバーの連通を遮断すると共に
アパーチャーレンズをゲートバルブから離れた位置に待
機させ、分析時には、ゲートバルブに駆動電圧を印加し
て開にすると共にアパーチャーレンズをゲートバルブの
開口に位置させるような構成であるため、引出し電極を
通過したイオンビームが発散したとしても、アパーチャ
ーレンズで再び細く絞ることができるようになる。
いて、非分析時にはゲートバルブが閉となってセンター
チャンバーとフォアチャンバーの連通を遮断すると共に
アパーチャーレンズをゲートバルブから離れた位置に待
機させ、分析時には、ゲートバルブに駆動電圧を印加し
て開にすると共にアパーチャーレンズをゲートバルブの
開口に位置させるような構成であるため、引出し電極を
通過したイオンビームが発散したとしても、アパーチャ
ーレンズで再び細く絞ることができるようになる。
このなめ、分析時に引出し電極とアパーチャーレンズの
距離が大でイオンビームが発散したのち再び収束させて
もイオンレンズに入るイオン数が大きく減少していた前
記従来例に比し、イオンビーム発散時のイオンのロスが
激減し、その結果、イオンレンズ系全体のイオン透過効
率が大きく改善され、究極的に、イオンの透過率を向上
させて分析感度を改善したＩＣＰ−ＭＳが実現する。
距離が大でイオンビームが発散したのち再び収束させて
もイオンレンズに入るイオン数が大きく減少していた前
記従来例に比し、イオンビーム発散時のイオンのロスが
激減し、その結果、イオンレンズ系全体のイオン透過効
率が大きく改善され、究極的に、イオンの透過率を向上
させて分析感度を改善したＩＣＰ−ＭＳが実現する。
従って、本発明によれば、ゲートバルブの厚さ分のイオ
ン軌道長さを短縮化してイオンの透過を向上させて分析
感度を改善したＩＣＰ−ＭＳ
ン軌道長さを短縮化してイオンの透過を向上させて分析
感度を改善したＩＣＰ−ＭＳ
第１図及び第２図は本発明実施例の構成説明第３図は従
来例の要部構成説明図である。 １・・・・・・プラズマトーチ、６・・・・・・高周波
誘導コイ７・・・・・・高周波誘導結合プラズマ、８・
・・・・・ノズル９・・・・・・スキマー、１１・・・
・・・フォアチャンバ１３・・・・・・センターチャン
バー １４ａ・・・・・・引出電極、１４ｂ〜１４ｅ・
・・・・・イオンレンズ、１６・・四重極マスフィルタ
、１７・・・・・・リアチャンバ１つ・・・・・・検出
器、、２０・・・・・・信号処理部−２１・・・ゲート
バルブ、２２・・・・・・胴部
来例の要部構成説明図である。 １・・・・・・プラズマトーチ、６・・・・・・高周波
誘導コイ７・・・・・・高周波誘導結合プラズマ、８・
・・・・・ノズル９・・・・・・スキマー、１１・・・
・・・フォアチャンバ１３・・・・・・センターチャン
バー １４ａ・・・・・・引出電極、１４ｂ〜１４ｅ・
・・・・・イオンレンズ、１６・・四重極マスフィルタ
、１７・・・・・・リアチャンバ１つ・・・・・・検出
器、、２０・・・・・・信号処理部−２１・・・ゲート
バルブ、２２・・・・・・胴部
Claims (1)
- フォアチャンバーとセンターチャンバーの間にゲートバ
ルブが設けられると共に前記ゲートバルブが閉の時に引
き出し電極とアパーチャーレンズが前記ゲートバルブを
挟んで反対側に設けられている高周波誘導結合プラズマ
質量分析計において、伸縮性部材でなりリアチャンバー
と信号処理部を接続する胴部を具備し、非分析時には前
記ゲートバルブが閉となって前記センターチャンバーと
フォアチャンバーの連通を遮断すると共に前記胴部が伸
びて前記アパーチャーレンズが前記ゲートバルブから離
れた位置になり、分析時には、前記ゲートバルブに駆動
電圧を印加して開にすると共に前記胴部が縮み前記アパ
ーチャーレンズが前記ゲートバルブの開口に位置するよ
うになることを特徴とする高周波誘導結合プラズマ質量
分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259624A JPH04137449A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259624A JPH04137449A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137449A true JPH04137449A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17336664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259624A Pending JPH04137449A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137449A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100824693B1 (ko) * | 2006-11-20 | 2008-04-24 | 한국기초과학지원연구원 | 혼성 이온 전송 장치 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2259624A patent/JPH04137449A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100824693B1 (ko) * | 2006-11-20 | 2008-04-24 | 한국기초과학지원연구원 | 혼성 이온 전송 장치 |
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