JPH0795438B2 - 質量分析計 - Google Patents

質量分析計

Info

Publication number
JPH0795438B2
JPH0795438B2 JP62200487A JP20048787A JPH0795438B2 JP H0795438 B2 JPH0795438 B2 JP H0795438B2 JP 62200487 A JP62200487 A JP 62200487A JP 20048787 A JP20048787 A JP 20048787A JP H0795438 B2 JPH0795438 B2 JP H0795438B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass spectrometer
ions
mass
same
plasma
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62200487A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6443962A (en
Inventor
公之助 大石
精一 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62200487A priority Critical patent/JPH0795438B2/ja
Publication of JPS6443962A publication Critical patent/JPS6443962A/ja
Publication of JPH0795438B2 publication Critical patent/JPH0795438B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、質量分析計に係り、特に誘導プラズマ(IC
P)により生成されたイオンを質量分析装置に導いてな
る質量分析計に関する。
〔従来の技術〕
誘導結合プラズマ(ICP)により生成されたイオンを質
量分析計(MS)に導入して、イオンの質量数(m/z)の
測定を行う、いわゆるICP−MS質量分析計については、
R.S.Houk Anal.chem.1986,58,97A−105Aに述べられてい
るものが存在する。このICP−MS質量分析計では、イオ
ンの質量数の信号強度から微量元素の定性および定量分
析を行うことができる。また、ICPから放射される元素
の発光スペクトルを用いて元素の定性および定量分析を
行う、いわゆるICP発光分析装置に関しては、Fassel,V.
A,Anal.chem.1974,46,1110−20A,1155−64Aに述べられ
ているものが存在する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来技術のICP−MS質量分析装置では、イ
オンのm/z値(質量数/電荷量)が同一である異なるイ
オン種の区別がつかなかつた。例えば、次の第1表に定
めるICPの妨害イオンの例が知られている。
MS(質量分析装置:Mass Spectrometer)は、例えば、O2
+32Se+のごとく質量数が同一なものを区別して定量を
行う能力がない。本発明は、質量数が同一なイオンを区
別して、定量を行う質量分析計を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
問題点を解決するための手段について述べる前に、本発
明を完成するに至つた経違について説明する。
大気圧のアルゴンガスを高周波放電することに依つて生
成されるICPの中に、例えば硫酸(H2SO4)の中に溶解し
た微量の亜鉛(Zn)の溶液を霧状(Aerosol)にして導
入すると、ICPの中の高密度のイオンと電子の衝突によ
り、H2SO4が分解されて、分子ガス、SO2及びイオンS
O2 +、また原子64Znとイオン64Zn+が生成される。電荷を
帯びたイオンSO2 +,64Zn+はMS(質量分析計)に依り測定
される。中性の分子ガスSO2及び原子64Znは、高温のICP
の中で特有の発光スペクトルを放射し、これ等はAES
(分光々度計)により測定することが出来る。ICPの中
に於て、中性の原子が電離される割合は、良く知られた
サハの方程式(3)〔理化学辞典、岩波書店第500頁(1
973)〕により一定の割合となるので、AESにより64Znの
原子スペクトル(波長213.856nm)が測定されると、一
定量のイオン64Zn+がICPの中に生成されて、これがMSの
中に導入されることを予測することができる。あらかじ
め、一定量のZnをICPの中に導入して、AESの測定した64
Zn原子スペクトル信号とMSの測定したイオン64Zn+信号
の大きさの関係を求めておくことにより、任意の分析試
料について、AESの64Zn原子スペクトル信号を用いて、M
Sの質量数(m/z=64)64の信号のうち、何割がイオン64
Zn+の信号かを計算により求めることができる。
同様なことは、次に示すように他の元素についても言え
る。
MSにとつて質量数と電荷量が同じである。例えば113Cd+
113In+の区別は困難であるが、AESにとつてこれは極
めて簡単である。すなわち、ICPの中に113Cd+が存在す
れば、サハの式により、必ず中性原子が存在し、113Cd+
の原スペクトルの波長は228,802nmであり、113In+のそ
れは303,936nmであり、区別が容易であるからである。
一方、AESは、同じCdの同位元素である113Cdの同位元素
である113Cdと114Cdの波長差があまりにも小さいため、
その区別ができない。例えば、113Inと115Inの区別も、
波長差が小さく、同様にできない。しかし、MSにとつて
は、これは極めて簡単である。同様なことは、ICP中に
生成される分子イオンについてもいえる。すなわち、MS
にとつて、例えば質量数30のNO+30Si+の区別は困難で
あるが、AESにとつては、両者の放射するスペクトル波
長が異なることから区別することができる。
本発明は、かかる知見によつてなされたものであり、そ
の内容は、プラズマ形成用ガスの流れに試料を導入して
放電プラズマを生成せしめ、該放電プラズマ中のイオン
を質量分析部に導入して質量数/電荷量(m/z)を測定
する質量分析計において、上記放電プラズマからの光を
取り込んで上記試料の発光スペクトルを測定する分光光
度計と、上記質量分析部で測定されたm/zの内、同一のm
/zに該当する複数のイオン種に関し、それらのイオン種
を形成する可能性のある関連元素を上記発光スペクトル
の波長に基づいて判定するとともに、その判定結果に基
づいて上記同一のm/zに該当する各イオン種毎に定量す
る演算装置と、を備えたことを特徴とする質量分析計で
ある。
〔作用〕
上記本発明によれば、質量数/電荷量(m/z)が同一の
イオン種が複数形成されていても、分光光度計によっ
て、試料中の各成分の発光スペクトルの測定を行い、こ
の測定の結果と検出されたイオンのm/z値から、m/z値が
同一のイオン種を区別し試料中に含まれる種々の異なっ
たm/z値を有する各成分毎に定量を行える。
〔実施例〕
次に、本発明に係る質量分析計の実施例を添付図面に従
つて説明する。
第1図は、その一実施例を示したブロツク構成図であ
る。
本実施例に係る質量分析計の構成は次の通りである。
水溶液分析試料1には、細管3が接続されている。この
細管3は霧吹き2に接続されており、霧吹き2には、ガ
ス入口4が接続されている。また、霧吹き2は、石英管
5に接続されており、この石英管5には、アルゴンガス
入口6が接続されている。また、石英管5の回りには、
高周波誘導コイル8が設けられている。さらに、石英管
5の側端には、プラズマ源7が設けられており、このプ
ラズマ源7下部には、集光系10が設けられている。集光
系10は、分光光度計11と接続されており、この分光光度
計11は、演算装置12と接続されている。
前記プラズマ源7の側部には、開孔9を有するインター
フエイス13が設けられており、このインターフエイス13
に連設して、質量分析計16が設けられている。インター
フエイス13および質量分析計16には、それぞれ、真空ポ
ンプ14,真空ポンプ15が接続されている。
前記質量分析計16には、検知器・演算装置17が接続され
ており、この検知器17には、増幅器及びA/D変換器18が
接続されている。増幅器及びA/D変換器18には、中央処
理演算装置19が接続されており、この中央処理演算装置
19には、出力表示機20が接続されている。
前記演算装置12は、中央処理演算装置19に接続されてい
る。
次に本実施例の動作について説明する。
水溶液分析試料1は、霧吹き2によつて、細管3を通し
て吸引され、霧状のエアゾール(Aersol)となつて、ア
ルゴンガスと共に石英管5に送られる。ガス入口4から
供給されるアルゴンガスに依り霧吹き2が動作する。石
英管5には、プラズマ炎を生成するアルゴンガスがガス
入口6から供給される。高周波誘導コイル8に、31MHz,
1.5kwの高周波電力を供給すると、石英管5の中を流れ
る分析試料1のエアゾールを含んだアルゴンガスが放電
してプラズマ源7内で高周波放電プラズマが生成され
る。これは別名Induction Coupled Plasmsとも呼ばれ、
ICPと略称される。このプラズマ炎の中には、前記サハ
の方程式から、一定割合で、中性の原子または分子が存
在する。プラズマ炎の中で発光する原子および分子スペ
クトルの光は集光系10により分光々度計11に採り込まれ
る。原子および分子スペクトルの波長とその発光強度
が、演算装置12により求められる。各原子または分子の
発光スペクトル波長は、あらかじめわかつているため、
このスペクトル波長を検知することにより、m/z値が同
一のイオン種が複数形成されていても、それら同一のイ
オン種を区別して測定することができる。また、そのス
ペクトルの強度を測定することにより、定量を行うこと
ができる。真空ポンプ14に依り内部が1Torr以下に排気
されたインターフエイス13の先端には、直径1mmの開孔
9があり、これからインタフエイス13の中部にプラズマ
炎の一部が吸引される。インタフエイス13の内部に在る
電極により、プラズマ中のイオンは加速され、真空ポン
プ15に依り10-4Torr以下の高真空に排気されている質量
分析計16の中に導入される。質量数と荷電量の比(m/
z)の順に分離されたスペクトルが検知器演算装置17及
び増巾器18に依り電気信号に変換され、中央原理演算装
置19に送られる。このため、各m/z値を有するイオンご
どに定量を行うことができる。演算装置により求められ
た原子および分子の発光スペクトルの信号と、演算装置
17により求められたイオンの質量数スペクトルの信号が
中央演算装置19に送られる。中央演算装置19に於ては、
これ等2つの信号を基にして、重なり合う質量スペクト
ルを分解し、また重なり合う波長スペクトルを分解し、
プラズマ炎の中に生成されている最も可能性の高いイオ
ン種、原子および分子の定量分析を行う。その結果は出
力表示装置20に表示される。すなわち、試料中に含まれ
る種々の異つたm/z値を有する各成分ごとに、定量を行
うことができる。
次に本実施例の動作についてさらに詳説する。
演算装置12では、スペクトルの波長の値から、元素名の
決定が行なわれる。波長の値は、既知である。Hg=253.
652nm,Cd=228.802nm Zn=213.856nmの如くである。
次に、そのスペクトルの強度から元素量の決定が行なわ
れる。Hg=0.026μg、Zu=0.1234ngの如くである。こ
こで、Hgの量としては、Hgの同位体の全量としての値で
ある。すなわち、Hg198,Hg,199,Hg202,Hg204の合計量で
ある。発光スペクトルの分析では、これらの同位体を区
別することができない。
一方、質量分析計16では、m/z値の順番にスペクトルの
強度が出力される。例えば、m/z値が198のものが10、19
9のものが50、202のものが200、204のものが5の如くで
ある。全体の強度としては、265である。この強度から
各m/z値ごとに定量を行うことができる。しかし、質量
分析計では、m/z値から元素の決定を行うことができな
い。Hg198+の他に例えば、Zr▲(NO3+ 2▼もm/z値が19
8となる。
そこで、発光スペクトルの結果及び質量分析計の結果か
ら、Hgの各同位体ごとに定量を行うことができる。
次に本発明の他の実施例について説明する。第2図は、
その構成を示したブロツク図である。
第2図の実施例の構成において、第1図の実施例の構成
と異なる点は、集光系10がインタフエイス13中の設けら
れている点である。
このような構成を採ることにより、インタフエイス13の
開孔9を通過した光を観察することができる。この場
合、光は電場により進行方向が曲げられないが、イオン
は、電場の配置により光の進行方向とは異なる進行方向
を通り、質量分析計16に入るようにして、イオンの進行
路が集光系10の配置より妨害されないような配慮がなさ
れる。
本実施例によれば、分光々度計11で測定される、原子お
よび分子の発光スペクトルと、質量分析計16に採り込ま
れるイオン種が、プラズマ炎の中の同一の場所で生成さ
れたものであるという利点がある。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明にかかる質量分析計によれば、
質量数/電荷量(m/z)が同一のイオン種が複数形成さ
れていても、分光光度計によって、試料中の各成分の発
光スペクトルの測定を行い、この測定の結果と検出され
たイオンのm/z値から、演算装置により、m/z値が同一の
イオン種を区別して、試料中に含まれる種々の異なった
m/z値を有する各成分毎に定量を行うので、m/z値が同一
のイオン種を簡単に区別して定量することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第2図は、他の実施例の構成を示すブロツク図である。 7……プラズマ源、10……集光系、11……分光々度計、
12……演算装置、16……質量分析計、19……中央処理装
置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラズマ形成用ガスの流れに試料を導入し
    て放電プラズマを生成せしめ、該放電プラズマ中のイオ
    ンを質量分析部に導入して質量数/電荷量(m/z)を測
    定する質量分析計において、上記放電プラズマからの光
    を取り込んで上記試料の発光スペクトルを測定する分光
    光度計と、上記質量分析部で測定されたm/zの内、同一
    のm/zに該当する複数のイオン種に関し、それらのイオ
    ン種を形成する可能性のある関連元素を上記発光スペク
    トルの波長に基づいて判定するとともに、その判定結果
    に基づいて上記同一のm/zに該当する各イオン種毎に定
    量する演算装置と、を備えたことを特徴とする質量分析
    計。
JP62200487A 1987-08-11 1987-08-11 質量分析計 Expired - Lifetime JPH0795438B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62200487A JPH0795438B2 (ja) 1987-08-11 1987-08-11 質量分析計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62200487A JPH0795438B2 (ja) 1987-08-11 1987-08-11 質量分析計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6443962A JPS6443962A (en) 1989-02-16
JPH0795438B2 true JPH0795438B2 (ja) 1995-10-11

Family

ID=16425132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62200487A Expired - Lifetime JPH0795438B2 (ja) 1987-08-11 1987-08-11 質量分析計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0795438B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038856A1 (fr) * 1995-05-29 1996-12-05 Hitachi, Ltd. Spectrometre de masse faisant intervenir une source d'ions provenant de plasma
JP2011053078A (ja) * 2009-09-01 2011-03-17 Tokyo Institute Of Technology プラズマを用いた検出方法および検出器
JP5846461B1 (ja) * 2015-02-09 2016-01-20 株式会社東レリサーチセンター 分析方法およびそれを具備する分析装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228387A (en) * 1975-08-29 1977-03-03 Hitachi Ltd Composite analysis apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6443962A (en) 1989-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11075066B2 (en) Automated detection of nanoparticles using single-particle inductively coupled plasma mass spectrometry (SP-ICP-MS)
Beenakker et al. An assessment of a microwave-induced plasma generated in argon with a cylindrical TM010 cavity as an excitation source for emission spectrometric analysis of solutions
EP1166085A2 (en) Sampling and analysis of airborne particulate matter by glow discharge atomic emission and mass spectrometries
JP2007213934A (ja) 質量分析装置及び質量分析方法
JP2019023571A (ja) 質量分析装置及び質量分析方法
Hieftje Atomic emission spectroscopy—it lasts and lasts and lasts
EP0015284A1 (en) APPARATUS FOR FLAME-FREE TRANSMISSION SPECTROSCOPY AND METHOD FOR INTRODUCING SAMPLES IN THIS APPARATUS.
US20090173879A1 (en) Gas analyzing method and gas analyzing apparatus
JPH0795438B2 (ja) 質量分析計
Camuna et al. Determination of halides by microwave induced plasma and stabilized capacitive plasma atomic emission spectrometry after on-line continuous halogen generation
JP2000164169A (ja) 質量分析計
Prudnikov et al. Estimation of detection limits in inductively coupled plasma mass spectrometry
CN105738332B (zh) 一种适用于原子荧光散射干扰的扣除方法
CN117848976A (zh) 样品分析系统
Duan et al. Comparative studies of surfatron and microwave plasma torch sources for determination of mercury by atomic emission spectrometry
EP4317960A1 (en) Mass spectrometry device and mass spectrometry method
JPS6226757A (ja) 誘導結合プラズマ質量分析装置
Duan et al. Electrothermal vaporization for sample introduction in microwave-induced plasma atomic absorption spectrometry
Atsuya et al. Low-pressure, microwave-induced plasma spectrometry method for the determination of subnanogram quantities of mercury: Application to mercury-carboxypeptidase analysis
US12498327B2 (en) System for analyzing a sample
JPS6165154A (ja) 金属試料中の炭素,硫黄成分の迅速分析方法および装置
JP2882701B2 (ja) 固体試料直接分析方法
JP3057184B2 (ja) プラズマ発生装置
JPH0754294B2 (ja) 微粒子測定装置
JP4562279B2 (ja) イオン付着質量分析の方法および装置