JPH0654651B2 - 高周波誘導結合プラズマ・質量分析計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、高周波誘導結合プラズマと質量分析計を結合
させてなる高周波誘導結合プラズマ・質量分析計（Indu
ctively Coupled plasma-Mass Spectometer、以下「ICP
-MS」と略す）に関する。

＜従来の技術＞ ICP-MSは、高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起
させ、生じたイオンを、例えばノズルやスキマーからな
るインターフェイスを介して質量分析計に導びき、特定
質量のイオンを電気的に検出し、該イオン量を精密に測
定することによって、上記試料中の被測定元素等を分析
するように構成されている。第３図はこのようなICP-MS
の従来例要部構成説明図であり、図中、１は例えば、最
外室1a、外室1b、および内室1cを有する三重管構造のプ
ラズマトーチ、２は該トーチ１に巻回された高周波誘導
コイル、３は該コイル２にコンデンサC₁、C₂を介して高
周波電流を供給する高周波電源、４は高周波誘導結合プ
ラズマ、５はノズル、６はスキマーである。この図にお
いて、コイル２の中に上記高周波電流が流されると該コ
イル２の周囲に高周波磁界が形成される。この高周波磁
界の近傍でプラズマトーチ１内の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で瞬
時にプラズマ４が生じると共に、該プラズマが一定の高
周波電位を有するようになる。一方、上記プラズマ４と
高周波誘導コイル２は容量的に結合されており、該プラ
ズマ４が高周波電位を有している。これに対し、ノズル
５やスキマー６は、通常、アース接続されて接地電位を
有しているため、ノズル５やスキマー６の先端とプラズ
マ４との間に放電が生ずるようになる。また、プラズマ
４からスキマー６内に引き出されるイオンは、このよう
な放電等の影響により、上記プラズマ４内で得られるイ
オン特性が失われたものとなり究極的にICP-MSの分析精
度が著しく低下させるようになる。このような分析精度
の低下を防ぐため、高周波誘導結合プラズマ４を生じさ
せてのちシールド板をプラズマトーチ１の方向にスライ
ドさせ、アーク防止管とプラズマトーチで形成される間
隙内にシールドを挿設するようにしたICP-MSも考案され
ていた（特願昭61-243923号（特開昭63-98948号）参
照）。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 然し乍ら、上記従来例においては、プラズマ４とコイル
２の間に配設されるシールドを厳重にすればする程上記
プラズマ４が生じ難くなるという大きな欠点があった。
また、上記考案の如く、プラズマ４を生じさせてからシ
ールド板を挿設するのは、ICP-MSの構成が複雑になるう
え、約6,000 〜10,000゜Ｋもの高温になるプラズマ４の
近くを通してシールド板も挿入する難しい動作を必要と
し、究極的に製作コスト等が高くなったり故障が生じ易
くなったりするという欠点もあった。

本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、プラズマ４とコイル２の間に配設され
るシールドを厳重にし且つプラズマ４を容易に生じさせ
ることができるICP-MSを提供することにある。

＜問題点を解決するための具体的な手段＞ 上述のような問題点を解決する本発明の特徴は、ICP-MS
において、高周波誘導コイルとプラズマトーチの間にシ
ールド板を配置し、該シールド板を開閉スイッチを介し
て接地電位に接続し、該スイッチを開いた状態で高周波
誘導結合プラズマを生じさせ、該プラズマ生成後は上記
スイッチを閉じるように構成したことにある。

＜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
図は本発明実施例の要部構成説明図であり、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、７はプラズマトーチ１の外側に
配設されたシールド板であり、シールド板本体7aの一側
に鍔部7cが設けられると共に全長に亘って切込み部7bが
設けられている。８はアース、９はシールド板本体7aと
アース８の接続を開閉するスイッチである。このような
構成からなる本発明実施例の要部において、最初、スイ
ッチ９が開（オフ）にされる。この状態で、プラズマト
ーチ１内にアルゴンガスが流される。コイル２の中に高
周波電流が供給されると、該コイル２の周囲に高周波磁
界が形成される。この高周波磁界の近傍でプラズマトー
チ１内のアルゴンガス中に電子かイオンが植えつけられ
るか若しくはテスラコイル等で点火されると、該高周波
磁界の作用で容易かつ瞬時にプラズマ４が生ずる。容易
にプラズマ４が点火するのは、スイッチ９が開となって
いてコイル２とプラズマ４の容量結合が大きくなってい
るからである。このようにして生じたプラズマ４は一定
の高周波電位を有している。そこで、次に、スイッチ９
を閉（オン）にするとシールド板本体7aがアース８に接
続され、シールド板７全体が接地電位を有するようにな
る。この結果、シールド板７によるシールド効果が良好
になり、コイル２とプラズマ４の容量結合は極小とな
る。従って、第１図に要部構成を示すようなICP-MSは、
シールドが厳重で且つプラズマ４も容易に生ずるように
なる。尚、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り、例えばシールドを点火時はコ
イル２の一部分に接続し点火後アースに接続するような
構成にしてもよいものとする。

第２図は本発明実施例の全体的な構成説明図であり、図
中、第１図や第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、10a はアルゴ
ンガス供給源、10b はガス調節器、１１は試料を貯留す
る槽、１２は試料を霧化してエアロゾル試料にするネブ
ライザ、１３は高周波電源３を含む駆動部、１４はプラ
ズマトーチを収納する筺体、１５はフォアチャンバー１
６内を例えば１torr．まで吸引して排気する真空ポン
プ、１７はセンターチャンバー１８内を例えば10^-4tor
r.まで吸引して排気する真空ポンプ、１９は例えば四重
極マスフィルタでなる質量分析計検出器、２０はリアチ
ャンバー２１内を吸引して排気する真空ポンプ、２２は
二次電子増倍管、２３は演算処理部（例えばマイクロコ
ンピュータ）である。このような構成からなる本発明の
実施例において、プラズマトーチ１の最外室1aおよび1b
には、ガス調節器10b を介してガス供給源10a からアル
ゴンガスが供給される。また、内室1cにはネブライザ１
２からアルゴンガス（上記ガス調節器10b を介して供給
されるもの）によってエアロゾル試料が搬入される。一
方、コイル２には駆動部１３内の高周波電源３によって
高周波エネルギーが供給され、該コイルの周囲に高周波
磁界（図示せず）が形成されている。このため、上記高
周波磁界の作用でプラズマ４が生ずる。このプラズマ４
内のイオンはノズル５を介してスキマー６内に引き出さ
れ、その後、質量分析計検出器１９によって特定質量の
イオンが検出される。該検出信号は二次電子増倍管２２
で増幅されてのち演算処理部２３に送出され、最終的に
試料中の被測定元素分析値等を与えるようになる。

＜発明の効果＞ 以上詳しく説明したような本発明によれば、プラズマ４
とコイル２の間に配設されるシールドを厳重にしてシー
ルド効果を良好に保ち且つプラズマ４を容易に生じさせ
て正常に維持できるようなICP-MSが実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部構成斜視図、第２図は本発
明実施例の全体的な構成説明図、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、２……高周波誘導コイル、３…
…高周波電源、４……高周波誘導結合プラズマ、７……
シールド板、８……アース、９……スイッチ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波誘導コイルに高周波エネルギーを供
   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、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生
   じさせ、該イオンをインターフェイスを介して質量分析
   計に導いて検出し、前記試料中の被測定元素を分析する
   分析計において、シールド板を前記コイルと前記プラズ
   マを生じさせるプラズマトーチとの間に配置し、該シー
   ルド板を開閉スイッチを介して接地電位に接続し、該ス
   イッチを開いた状態で前記プラズマを生成させ、該プラ
   ズマ生成後は前記スイッチを閉じるように構成したこと
   を特徴とする高周波誘導結合プラズマ・質量分析計。
2. 【請求項２】前記シールド板は、シールド板本体が略円
   筒形である特許請求範囲第(1)項記載の高周波誘導結合
   プラズマ・質量分析計。
3. 【請求項３】前記シールド板は、一側端部に鍔部が形成
   されると共に全長に亘って切込み部が設けられたシール
   ド板である特許請求範囲第(1)項若しくは第(2)項記載の
   高周波誘導結合プラズマ・質量分析計。