JPH0533739B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導電材料の中空本体と、プローブに
サンプルを付着させる手段と、中空本体の内部に
そのプローブを挿入する手段と、中空本体を介し
て電流を通電しサンプルを噴霧化するのに充分な
温度まで中空本体の内部を加熱する手段とを具え
た分光光度計用電熱噴霧装置に関するものであ
る。

このような噴霧装置は、英国特許出願公開第
2136144号明細書（G2J）に開示されている。こ
の噴霧装置では、好適には中空本体（又はクベツ
ト）の熱分解グラフアイトでプロープを形成して
いる。冒頭に既述した噴霧装置は、英国特許出願
公開第2088582号明細書（G2J）にも開示されて
おり、プローブ（又はサンプルキヤリヤ）が不特
定の黒鉛で形成されている。英国特許出願公開第
2071845号明細書（G1A）は、ワイヤ（タングス
テン）フイラメントの形状をしたプローブの噴霧
装置を開示する。英国特許出願公開第2113128号
明細書（B3D）は、ガラス状炭素で造られたプ
ローブを開示する。

熱分解グラフアイト並らびにガラス状炭素で造
られたプロープ及び熱分解グラフアイトで被覆さ
れたプローブは、サンプルに約0.5容量パーセン
ト以上の硝酸が含まれると、サンプルが拡散する
と言う欠点が問題であつた。表面張力が減少した
この溶液は、乾燥相の間にプローブのステムが再
生不能になるまで、サンプルを拡散する。この問
題に対処するため様々の提案が試みられてきた。
初期の試みでは、プローブを壁の溝孔を介してク
ベツトに挿入すると言う、英国特許出願公開第
2136144号明細書（G2J）に開示された方法が行
われた。このような配置では、乾燥相の間に、プ
ローブの頭部だけが著しく加熱され、一方、クベ
ツト外方のステムは冷えたままである。プローブ
に沿うこの大きな温度勾配が拡散現象に影響し、
液状のサンプルがクベツト外方の比較的低温の領
域に移動すると考えられた。

別な配置、すなわち「端部挿入」プローブで
は、クベツトの長手方向軸線に沿つて平行にプロ
ーブをクベツトに入れることが可能である。それ
ゆえ、クベツトに溝孔を設ける必要がないので、
クベツトの寿命と、感度とが向上するものと期待
された。プローブの頭部と同様にステムの大部分
も加熱されるので、プローブに沿う温度勾配は、
それほど大きくならないと思われた。それゆえサ
ンプルが拡散すると言う問題は低減し、たとえあ
る程度拡散が生じたとしてもプローブのステムの
大部分は、噴霧相の間、高温領域に挿入されてい
るので、その影響は、それ程重大でないと考えら
れていた。

このような配置が試みられ、熱分解グラフアイ
トで被覆したガラス状炭素のプローブを用いた初
期の成果が期待された。しかしながら測定を繰返
したところ、性能が低下し、ついには、前部挿入
システム以上にサンプルの拡散を制御する著るし
く向上した点を見つけることはできなかつた。

試みられた別の構成では、ベツト又はステムの
どちらかが熱分解的に被覆された徴孔性のガラス
状炭素プローブが用いられた。頭部を被覆し、ス
テムを被覆せずにおくことは、完全に被覆したプ
ローブ以上に大きな利点を与えるものでなく、一
方、ステムを被覆し、頭部を被覆せずにおくと、
一段の性能が低下する。

更に別の試みは、サンプルを高温のプローブに
付着させることであつた。しかしながら、プロー
ブをクベツトで加熱する装置では、サンプルはプ
ローブに付着する以前にピペツトの内部で沸騰す
るので実施可能でないことがわかつた。しかしな
がら、プローブをクベツトとは独立して加熱する
ならば、この配置は有用であると考えられる。

サンプルの拡散と言う問題を解決するこれら全
ての試みは成功せず、また、実際的に少数のサン
プルを除いては、プローブを用いての噴霧化は満
足のいくものではない。

本発明の目的は、酸性のサンプルを取扱うこと
のできる中空本体内に挿入されたプローブから離
れてサンプルを噴霧化できる電熱噴霧装置を提供
することである。

本発明は、冒頭で述べたように、プローブが円
筒の頭部と、ステム部とを具え、サンプルがステ
ム部に沿つて拡散するのを阻止するよう、そのス
テム部をサンプル付着領域から離間した位置にて
頭部に取付けた電熱噴霧装置である。

サンプル付着領域からステムを分離して、ステ
ム部とサンプル付着領域との間の径路を遮断する
ことによりサンプルの拡散の問題を低減する。こ
の分離はステツプを使用せず行なわれるので、ス
テツプ部における比較的緩慢な加熱により生起さ
れるダブルピークの問題を克服することができ
る。

中空本体は、両端部が開口した管状体よりな
り、その長手方向軸線が水平をなすよう装着さ
れ、プローブを中空本体にその長手方向軸線に平
行に挿入する手段を具えた電熱噴霧装置におい
て、プローブのステムを頭部の長手方向軸線より
上方位置で頭部に連結したことを特徴とする。

こうすることにより、サンプル付着領域とステ
ム部とを著しく簡単な方法で有効に分離させ、し
かも比較的多量のサンプルを付着させることがで
きる構造となる。更に、長手方向軸線に沿つてプ
ローブを挿入することにより、プローブの入口と
しての側壁に設けた溝孔の必要性を排除し、通常
のクペツトの使用を可能にする。このことは、価
格も低くまた寿命もかなりに長いので有利であ
り、人造黒鉛のクベツトを用いたならば、溝孔を
設けたクベツトは、溝孔領域で腐食される傾向に
あるので特に有利である。

中空本体は、両端部が開口した管状体よりな
り、その壁に長手方向の溝孔を有し、長手方向軸
線が水平をなすよう装着され、プローブを中空本
体にその溝孔を介して長手方向軸線に交差する方
向に挿入する手段を具えた電熱噴霧装置におい
て、ステム部を頭部の両端部から離間した位置に
て頭部に連結したことを特徴とする。

その長手方向軸線に交差してプローブを挿入す
ることにより、光路からかなり離れた挿入手段に
よつて、普通の機械的な構成とすることができる
が、挿入に祭してプローブの管状頭部が光路を遮
断するので、バツクグラウンドの放射の決定が一
層困難になる。

プローブの頭部にサンプル投与開口を設けるこ
とができる。これは、サンプルを頭部に導入する
のに簡潔で便利な手段である。頭部のサンプル投
与開口は、頭部が中空本体内に位置した時に中空
本体のサンプル投与開口に整列する。

このことは、英国特許出願公開第2136144号明
細書（G2J）に開示された、サンプルの噴霧化を
この実施例の電熱噴霧装置を用いて行なうことを
可能にする。すなわちサンプルを、２個の整列し
た開口を介してプローブ内に付着させることがで
きる。

以下図面を参照して本発明装置を説明する。

第１図は、管形状をした黒鉛本体の導電材料の
中空本体１を具える電熱噴霧装置の略線図であ
る。この中空本体１は、たとえば熱分解グラフア
イトで形成することができるが、人造黒鉛、ガラ
ス状炭素または耐熱金属のような他の適当な材料
で形成しても良い。中空本体１（以後クベツト
（cuvette）と呼ぶ）を、電源４に接続された２個
の電極２及び３の間に締結する。管状の頭部５
と、ステム部６とを有するプローブをクベツト１
の長手方向軸線７に沿つてその中に挿入して配設
する。プローブのステム６を、ラツク９に載置し
た部材８にて支持する。このラツクはモータ（図
示せず）により駆動される歯車１０に噛合する。
それゆえ、モータを作動させることにより、プロ
ーブをクベツトの長手方向軸線７の方向でクベツ
トに出入することができる。プローブの出入れを
行なう数多くの他の手段で、図示の手段を置換す
ることが明らかであり、当業者が他の手段を選択
することは容易である。

第１及び２図に示すプローブは、円形断面をし
た環状の頭部５を具え、その最も高い点からステ
ム部６を操作中突出させる。それゆえ、多量のサ
ンプルを頭部５に付着させ、ステム部６に沿うサ
ンプルの拡散を最小限にとどめることができる。
このことは、頭部とステム部分とがサンプル付着
領域と同一面内で合致する通常のフラツト又はカ
ツプ状のプローブとは著しく相違する。すなわ
ち、サンプルがステム上に広がるのを阻止するせ
いぜい小さなバリヤーがあるに過ぎない。第１及
び２図に示したプローブを円筒本体から造り、ス
テム部はその所定長さの細片を除いて全て切除す
ることによつて形成する。頭部に投与開口１１を
設け、この開口を通じて頭部内にサンプルを付着
させる。プローブは黒鉛、好適には全体的に熱分
解グラフアイトで形成するが、人造黒鉛又はガラ
ス状炭素のような他の適当な材料で構成すること
もできる。

プローブをクベツトに挿入した時に、プローブ
の開口１１に整列する投与開口１２をクベツト１
に設ける。これにより、第１図に示した噴霧装置
を用いて、英国特許出願公開第2136144号明細書
（G2J）に開示されたサンプルの噴霧化方法を実
施することができる。すなわち、この方法を実施
するためには、開口１１及び１２が整列するよう
プローブをクベツト１に挿入し、これら整列させ
さ開口を介して手動又はオートサンプラーを用い
てサンプルを付着させ、次いで電源４から電流を
通じてサプルを乾燥させるに充分な温度まで加熱
する。なおこの温度は、灰化させる各サンプルの
特性によつて決まるものである。ついでプローブ
をクヘツト１から引出してその温度を噴霧化温度
で安定させ、それからプローブを再挿入してサン
プルを噴霧化する。

第４及び第５図は、クベツト１の長手方向軸線
に対して交差してプローブを挿入できるよう改良
したプローブとクベツトとを示している。クベツ
ト１に長手方向に延在する溝孔１３を設け、この
溝孔を介してプローブの頭部５を挿入する。プロ
ーブのステム部６は、頭部５の外側の円筒表面か
ら突出し、管状の頭部５の両端部の範囲内からは
突出しないので、サンプルがステム部６に沿つて
広がる可能性を最小とする。クベツト１に投与開
口１２を付加的に設けることができ、またこの開
口を溝光１３と組合わせることも可能である。溝
孔１３はフラツトプローブとともに使用されるク
ベツトの同等の溝孔に比して必然的に大きくなる
が、サンプルは主にプローブの頭部５の範囲内に
限定されるので、溝孔を介してのサンプルの損失
の問題は、それほど重要なことではない。このよ
うな形状の欠点は、プローブをクベツト１に挿入
した時にプローブが光路を遮断し、挿入したと同
時に機器の基線に擾乱信号を生じることである。
しかしながら、光路からかなり離れるので機械的
な位置決め手段に関する制限がほとんどないと言
う利点がある。

第２図に示したプローブは、５mmの直径の円筒
熱分解グラフアイトのクベツトを用意し、不用な
管状部分を切除して約６mmの長さの頭部を形成
し、クベツトの残りの部分を切除してステム部を
形成した。このプローブの直径7.5mmのクベツト
に挿入する。また、プローブに40μL以上のサン
プルを噴射させることができ、８容量パーセント
までの硝酸を含むサンプルを充分に乾燥させるこ
とがわかつた。光高温計によるプローブの頭部温
度の測定によれば、円筒状をした頭部は、クベツ
トの温度より２−300℃低い温度に達していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電熱噴霧装置を示す略線
図、第２図は、第１図に示す噴霧装置に使用する
プローブの斜視図、第３図は、第１図の中空本体
及びプローブの線Ａ−Ａに沿う横断面図、第４図
は、本発明による他の電熱噴霧装置に使用するた
めの中空本体及びプローブの側面図、第５図は、
第４図の線Ｂ−Ｂに沿う横断面図である。 １……中空本体（クベツト）、２，３……電極、
４……電源、５……頭部、６……ステム部、７…
…軸線、８……部材、９……ラツク、１０……歯
車、１１，１２……投与開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電材料の中空本体と、プローブにサンプル
   を付着させる手段と、中空本体の内部にそのプロ
   ーブを挿入する手段と、中空本体を介して電流を
   通電しサンプルを噴霧化するのに充分な温度まで
   中空本体の内部を加熱する手段とを具えた分光光
   度計用電熱噴霧装置において、 プローブは、中空の管状をした頭部と、ステム
   部とを具備し、サンプルがステム部に沿つて拡散
   するのを阻止するよう、そのステム部をサンプル
   付着領域から離間した位置にて頭部に取付けたこ
   とを特徴とする分光光度計用電熱噴霧装置。 ２ 前記中空本体は、両端部が開口した管状体よ
   りなり、その長手方向軸線が水平をなすよう装着
   され、前記プローブを挿入する手段は中空本体に
   その長手方向軸線に平行に挿入するよう構成さ
   れ、前記プローブのステムを頭部の長手方向軸線
   より上方位置で頭部に連結したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の電熱噴霧装置。 ３ 前記中空本体は、両端部が開口した管状体よ
   りなり、その壁に長手方向の溝孔を有し、長手方
   向軸線が水平をなすよう装着され、前記プローブ
   を挿入する手段は、中空本体にその溝孔を介して
   長手方向軸線に交差する方向に挿入するよう構成
   され、前記ステム部を頭部の両端部から離間した
   位置にて頭部に連結したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の電熱噴霧装置。 ４ 特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に
   記載の電熱噴霧装置において、頭部にサンプル投
   与開口を設けたことを特徴とする電熱噴霧装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の電熱噴霧装置
   において、頭部を中空本体内に配置した時に、頭
   部のサンプル投与開口が中空本体のサンプル投与
   開口に整列することを特徴とする電熱噴霧装置。