JPH11352105A - レーザーイオン化質量分析装置および測定方法 - Google Patents
レーザーイオン化質量分析装置および測定方法Info
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- JPH11352105A JPH11352105A JP10164515A JP16451598A JPH11352105A JP H11352105 A JPH11352105 A JP H11352105A JP 10164515 A JP10164515 A JP 10164515A JP 16451598 A JP16451598 A JP 16451598A JP H11352105 A JPH11352105 A JP H11352105A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音速分子ジェットによる試料導入のレ
ーザー多光子イオン化質量分析技術において、分析精度
の高い測定装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、試料ガスをレーザーイオン
化質量分析装置に送入する配管の内面が不活性化処理さ
れ、あるいは該配管に加熱手段が設けられているレーザ
ーイオン化質量分析装置によって解決される。
ーザー多光子イオン化質量分析技術において、分析精度
の高い測定装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、試料ガスをレーザーイオン
化質量分析装置に送入する配管の内面が不活性化処理さ
れ、あるいは該配管に加熱手段が設けられているレーザ
ーイオン化質量分析装置によって解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術】本発明は、レーザー光の照射によ
って測定対象物質、特にダイオキシン類あるいはクロロ
ベンゼン類、クロロフェノール類等のダイオキシン類の
指標とする試料分子をイオン化し、そのイオンの質量ス
ペクトルを測定することで試料の質量分析を行うレーザ
ーイオン化質量分析装置に関するものである。
って測定対象物質、特にダイオキシン類あるいはクロロ
ベンゼン類、クロロフェノール類等のダイオキシン類の
指標とする試料分子をイオン化し、そのイオンの質量ス
ペクトルを測定することで試料の質量分析を行うレーザ
ーイオン化質量分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石炭・重油をはじめとする燃焼排ガス、
都市ごみならびに産業廃棄物の焼却排ガス、金属精錬プ
ロセス排ガス、プラスチック熱分解生成ガスなどには、
微量ではあるが窒素酸化物、硫黄酸化物、芳香族化合
物、塩素系有機化合物、塩素化芳香族化合物、その他ハ
ロゲン系化合物などの化合物が含有されており、多くの
場合これらの複数が一緒、すなわち混合状態で存在す
る。これらの化合物の迅速な測定技術としては、測定対
象化合物について検出の選択性のあるレーザー多光子イ
オン化質量分析による方法が原理的に優れている。
都市ごみならびに産業廃棄物の焼却排ガス、金属精錬プ
ロセス排ガス、プラスチック熱分解生成ガスなどには、
微量ではあるが窒素酸化物、硫黄酸化物、芳香族化合
物、塩素系有機化合物、塩素化芳香族化合物、その他ハ
ロゲン系化合物などの化合物が含有されており、多くの
場合これらの複数が一緒、すなわち混合状態で存在す
る。これらの化合物の迅速な測定技術としては、測定対
象化合物について検出の選択性のあるレーザー多光子イ
オン化質量分析による方法が原理的に優れている。
【０００３】混合ガス試料をレーザー多光子イオン化質
量分析で測定する例が、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ誌，第６６巻，１０６２〜１０６９頁（１
９９４年）に紹介されている。すなわち、通常の試料導
入によるレーザー多光子イオン化質量分析技術では、分
子運動のため各々の化合物の紫外・可視領域の光の吸収
線が幅広であるので、単色光を照射しても複数の化合物
がイオン化する。したがって、特定の分子（化合物）の
みの分離・検出が不可能となる場合が多い。つまり、定
量に共存する他の化合物の影響を受けて、精度が低下す
る。そこで、小さな孔径の試料導入バルブを通してガス
試料を真空のイオン化室に導入し、レーザーを照射して
イオン化し、質量分析計で測定する。これにより、ガス
試料が断熱膨張し、絶対零度近くまで冷却されるため、
各々の化合物の分子の振動・回転が抑制される。この状
態では、各々の化合物の紫外・可視光の吸収線が鋭くな
り、単色のレーザー光を利用して特定の分子種を選択的
にイオン化できる。すなわち、種々の化合物が共存、つ
まり混合物として存在していても、レーザーイオン化質
量分析装置により特定の物質のみ選択的に計測すること
ができる。この方法は、導入した分子の速度が音速の数
十倍程度であることから超音速分子ビーム分光分析、あ
るいは超音速分子ジェット分光分析と呼ばれるときもあ
る。また、この文献には標準的なレーザー光照射時間は
１０ｎｓと記載されている。
量分析で測定する例が、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ誌，第６６巻，１０６２〜１０６９頁（１
９９４年）に紹介されている。すなわち、通常の試料導
入によるレーザー多光子イオン化質量分析技術では、分
子運動のため各々の化合物の紫外・可視領域の光の吸収
線が幅広であるので、単色光を照射しても複数の化合物
がイオン化する。したがって、特定の分子（化合物）の
みの分離・検出が不可能となる場合が多い。つまり、定
量に共存する他の化合物の影響を受けて、精度が低下す
る。そこで、小さな孔径の試料導入バルブを通してガス
試料を真空のイオン化室に導入し、レーザーを照射して
イオン化し、質量分析計で測定する。これにより、ガス
試料が断熱膨張し、絶対零度近くまで冷却されるため、
各々の化合物の分子の振動・回転が抑制される。この状
態では、各々の化合物の紫外・可視光の吸収線が鋭くな
り、単色のレーザー光を利用して特定の分子種を選択的
にイオン化できる。すなわち、種々の化合物が共存、つ
まり混合物として存在していても、レーザーイオン化質
量分析装置により特定の物質のみ選択的に計測すること
ができる。この方法は、導入した分子の速度が音速の数
十倍程度であることから超音速分子ビーム分光分析、あ
るいは超音速分子ジェット分光分析と呼ばれるときもあ
る。また、この文献には標準的なレーザー光照射時間は
１０ｎｓと記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このレーザー多光子イ
オン化質量分析装置で、ごみ焼却炉排ガス中の高沸点化
合物、例えばダイオキシン類を分析しようとすると、試
料ガスのサンプリング装置内面に化合物（測定対象物
質）が吸着して正確な分析値を得られないという問題が
あった。分子ジェットを作り出すバルブ（またはノズ
ル）以降の高真空部分では、その真空のため吸着が殆ど
起こらないが、とりわけ分子ジェットを作り出すバルブ
までの、試料ガスを質量分析計に導くためのサンプリン
グ装置配管類において顕著であった。
オン化質量分析装置で、ごみ焼却炉排ガス中の高沸点化
合物、例えばダイオキシン類を分析しようとすると、試
料ガスのサンプリング装置内面に化合物（測定対象物
質）が吸着して正確な分析値を得られないという問題が
あった。分子ジェットを作り出すバルブ（またはノズ
ル）以降の高真空部分では、その真空のため吸着が殆ど
起こらないが、とりわけ分子ジェットを作り出すバルブ
までの、試料ガスを質量分析計に導くためのサンプリン
グ装置配管類において顕著であった。
【０００５】これを避ける技術として、配管類の加熱・
保温がある。単一物質、あるいは熱的に安定な物質のみ
から構成されている試料ガスに対しては有効である。し
かしながら、実際のごみ焼却炉排ガスにはクロロベンゼ
ン類・クロロフェノール類をはじめとする有機化合物、
すなわちダイオキシン類の前駆物質と称されるものが、
ダイオキシン類に比べ１００〜１０００倍も存在してい
る。したがって、高温に加熱し過ぎると、ダイオキシン
類関連の研究分野では再合成と呼ばれる反応が起こり、
新たにダイオキシン類が生成し、正確な分析値が得られ
ないという問題があった。
保温がある。単一物質、あるいは熱的に安定な物質のみ
から構成されている試料ガスに対しては有効である。し
かしながら、実際のごみ焼却炉排ガスにはクロロベンゼ
ン類・クロロフェノール類をはじめとする有機化合物、
すなわちダイオキシン類の前駆物質と称されるものが、
ダイオキシン類に比べ１００〜１０００倍も存在してい
る。したがって、高温に加熱し過ぎると、ダイオキシン
類関連の研究分野では再合成と呼ばれる反応が起こり、
新たにダイオキシン類が生成し、正確な分析値が得られ
ないという問題があった。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、超音速分子ジェットによる試料導
入のレーザー多光子イオン化質量分析技術において、分
析精度の高い測定装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、超音速分子ジェットによる試料導
入のレーザー多光子イオン化質量分析技術において、分
析精度の高い測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ごみ焼却炉
から試料ガスのサンプリング装置の配管類として、その
内面を不活性化処理した配管類、あるいはこれに加えて
配管類の加熱手段を備えているレーザーイオン化質量分
析装置によって解決される。
から試料ガスのサンプリング装置の配管類として、その
内面を不活性化処理した配管類、あるいはこれに加えて
配管類の加熱手段を備えているレーザーイオン化質量分
析装置によって解決される。
【０００８】上記構成により、パルスバルブを開口さ
せ、イオン化室の高真空を駆動力として超音速の分子ジ
ェットのレーザー多光子イオン化質量分析装置に測定対
象物質を導入する。サンプリング装置の配管類の内面は
不活性化処理が施されており、必要に応じて加熱されて
いるため、ダイオキシン類の吸着は起こらない。また、
一般にはダイオキシン類の再合成が起こるといわれてい
る温度までは加熱しない、すなわち必要最低限しか加熱
しなくともよいので、ダイオキシン類の生成反応も起き
ないか、あるいは殆ど起こらない。そこで、イオン化室
において測定対象物質のみが選択的にイオン化する波長
の紫外レーザーが照射され、イオン化し、後段の質量分
析計で検出される。
せ、イオン化室の高真空を駆動力として超音速の分子ジ
ェットのレーザー多光子イオン化質量分析装置に測定対
象物質を導入する。サンプリング装置の配管類の内面は
不活性化処理が施されており、必要に応じて加熱されて
いるため、ダイオキシン類の吸着は起こらない。また、
一般にはダイオキシン類の再合成が起こるといわれてい
る温度までは加熱しない、すなわち必要最低限しか加熱
しなくともよいので、ダイオキシン類の生成反応も起き
ないか、あるいは殆ど起こらない。そこで、イオン化室
において測定対象物質のみが選択的にイオン化する波長
の紫外レーザーが照射され、イオン化し、後段の質量分
析計で検出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】試料ガスをレーザーイオン化質量
分析装置に送入する配管とは、例えば、ごみ焼却炉の煙
道、あるいは塔槽類に設けるサンプリング孔からレーザ
ーイオン化質量分析装置のパルスバルブ等の試料導入部
へ至るまでのサンプリング配管である。しかしながら、
これに限定されるものではなく、試料を採取してレーザ
ーイオン化質量分析装置の試料導入部に送入する配管で
あれば本発明の対象になる。不活性化あるいは加熱する
部位は、この配管に加えてこれに付随するものの内面、
すなわち試料ガスと接触する全ての部位とすることが好
ましい。
分析装置に送入する配管とは、例えば、ごみ焼却炉の煙
道、あるいは塔槽類に設けるサンプリング孔からレーザ
ーイオン化質量分析装置のパルスバルブ等の試料導入部
へ至るまでのサンプリング配管である。しかしながら、
これに限定されるものではなく、試料を採取してレーザ
ーイオン化質量分析装置の試料導入部に送入する配管で
あれば本発明の対象になる。不活性化あるいは加熱する
部位は、この配管に加えてこれに付随するものの内面、
すなわち試料ガスと接触する全ての部位とすることが好
ましい。
【００１０】サンプリング配管の大きさについては、と
くに限定される訳ではないが、レーザーイオン化質量分
析装置で連続計測するとしても試料ガス必要量は高々数
十μｌ／ｍｉｎ程度であるため、数ｍｍ〜１０ｍｍ程度
の内径が望ましい。小さいポンプで高速に吸引できる、
すなわち配管内における滞留時間が短くなり、計測結果
の応答性が速くなるとともに、ダイオキシン類への転換
反応が起こるとしても転換率は極めて低くなる。
くに限定される訳ではないが、レーザーイオン化質量分
析装置で連続計測するとしても試料ガス必要量は高々数
十μｌ／ｍｉｎ程度であるため、数ｍｍ〜１０ｍｍ程度
の内径が望ましい。小さいポンプで高速に吸引できる、
すなわち配管内における滞留時間が短くなり、計測結果
の応答性が速くなるとともに、ダイオキシン類への転換
反応が起こるとしても転換率は極めて低くなる。
【００１１】ここで、不活性化処理とは、ダイオキシン
類が吸着しないように内面を表面処理するもので、一般
には金属製の配管の内表面をガラスライニングして、そ
の表面に存在するシラノールやシラノール基の不活性化
を行うことで達成される。シラノールやシラノール基の
不活性化はキャッピング、すなわち水酸基のシリル化に
よって行えばよく、具体例としては、ジメチルジクロロ
シラン、トリメチルクロロシラン等のシリル化試薬を用
いてシラン化処理を行い、ガラス表面のシラノールやシ
ラノール基の吸着活性を低下させる方法がある。
類が吸着しないように内面を表面処理するもので、一般
には金属製の配管の内表面をガラスライニングして、そ
の表面に存在するシラノールやシラノール基の不活性化
を行うことで達成される。シラノールやシラノール基の
不活性化はキャッピング、すなわち水酸基のシリル化に
よって行えばよく、具体例としては、ジメチルジクロロ
シラン、トリメチルクロロシラン等のシリル化試薬を用
いてシラン化処理を行い、ガラス表面のシラノールやシ
ラノール基の吸着活性を低下させる方法がある。
【００１２】シリル化試薬については、原理的にはガラ
ス表面のシラノール基に対して等モルであればよいが、
反応効率・反応時間(処理時間)を勘案すると大過剰がよ
く、残存したものについては、アルコール・アセトンな
どの溶剤で洗浄して取り除いた後、乾燥すればよい。反
応温度（処理温度）は常温で構わないが、多少温度を上
げた方が処理時間が短くて済むので好ましい。ガラスラ
イニングの仕方としては、例えば、鋼製のパイプに加熱
によってガラス粉末を融着させた後、８００〜９００℃
の高温とする焼成操作を数回にわたって繰り返すことに
よって行うことができる。
ス表面のシラノール基に対して等モルであればよいが、
反応効率・反応時間(処理時間)を勘案すると大過剰がよ
く、残存したものについては、アルコール・アセトンな
どの溶剤で洗浄して取り除いた後、乾燥すればよい。反
応温度（処理温度）は常温で構わないが、多少温度を上
げた方が処理時間が短くて済むので好ましい。ガラスラ
イニングの仕方としては、例えば、鋼製のパイプに加熱
によってガラス粉末を融着させた後、８００〜９００℃
の高温とする焼成操作を数回にわたって繰り返すことに
よって行うことができる。
【００１３】配管類にヒーターなどを取り付けて加熱で
きるようにしておくと、ダイオキシン類の吸着を防止で
きる。加熱温度に関する最高温度は、前駆物質のダイオ
キシン類への転換反応を回避するために、余り高温では
なく２００℃程度までが望ましい。一方、１００℃未満
ではダイオキシン類の吸着防止効果が不充分である。不
活性化処理にこの加熱処理を併用すると、とりわけ高塩
素化ダイオキシン類の吸着をより防止できるので好まし
い。加熱温度については、とくに一定にする必要はない
が、一定にした方が分析精度の向上が期待される。
きるようにしておくと、ダイオキシン類の吸着を防止で
きる。加熱温度に関する最高温度は、前駆物質のダイオ
キシン類への転換反応を回避するために、余り高温では
なく２００℃程度までが望ましい。一方、１００℃未満
ではダイオキシン類の吸着防止効果が不充分である。不
活性化処理にこの加熱処理を併用すると、とりわけ高塩
素化ダイオキシン類の吸着をより防止できるので好まし
い。加熱温度については、とくに一定にする必要はない
が、一定にした方が分析精度の向上が期待される。
【００１４】レーザーイオン化質量分析装置としては、
測定対象化合物について検出の選択性のあるレーザー多
光子イオン化質量分析装置が好ましい。
測定対象化合物について検出の選択性のあるレーザー多
光子イオン化質量分析装置が好ましい。
【００１５】このレーザー多光子イオン化質量分析装置
は、分子ジェットを形成するノズルを備えた試料導入部
と、パルスレーザー光発振器と、該発振器から発せられ
たレーザー光が通過しうる窓を有する真空イオン化室ま
たは相当する部位と、該レーザー光によってイオン化さ
れた分子の質量を分析する質量分析計を有するものであ
る。
は、分子ジェットを形成するノズルを備えた試料導入部
と、パルスレーザー光発振器と、該発振器から発せられ
たレーザー光が通過しうる窓を有する真空イオン化室ま
たは相当する部位と、該レーザー光によってイオン化さ
れた分子の質量を分析する質量分析計を有するものであ
る。
【００１６】試料導入部は、超音速分子ジェットを作り
出せるようなノズル（オリフィスを含む。）を備えてい
るパルスバルブを使用する。パルスバルブはエンジンの
燃料噴射などで使用されており、日本化学会編，第４
版，実験化学講座，第８巻，１２７〜１２９頁（１９９
３年）に記載されているように、通常、ばねでシール面
に押さえ付けられているプランジャーが、後方のソレノ
イド（電磁コイル）への瞬間的な通電によって電磁気的
に後方に引き付けられてその間だけ開口するものであ
る。また、Ｇｅｎｔｒｙ−Ｇｉｅｓｅタイプのパルスバ
ルブ、ピエゾ素子を用いて開閉するバルブも開発されて
おり、これらも利用できる。
出せるようなノズル（オリフィスを含む。）を備えてい
るパルスバルブを使用する。パルスバルブはエンジンの
燃料噴射などで使用されており、日本化学会編，第４
版，実験化学講座，第８巻，１２７〜１２９頁（１９９
３年）に記載されているように、通常、ばねでシール面
に押さえ付けられているプランジャーが、後方のソレノ
イド（電磁コイル）への瞬間的な通電によって電磁気的
に後方に引き付けられてその間だけ開口するものであ
る。また、Ｇｅｎｔｒｙ−Ｇｉｅｓｅタイプのパルスバ
ルブ、ピエゾ素子を用いて開閉するバルブも開発されて
おり、これらも利用できる。
【００１７】パルスレーザー光発振器は、高出力のパル
スレーザー光を発振できればとくに限定されるものでは
ないが、例えばナノ秒オーダーのパルスレーザー光を発
振するものであれば、次のようなものを用いることがで
きる。つまり、色素レーザーが最も一般的に使用され
る。これは、エキシマーレーザー、あるいはヤグレーザ
ーをポンピング光源として用い、レーザー色素の交換に
より３３０〜１０００ｎｍまで連続的に波長を変化する
ことができる。第二高調波あるいは第三高調波を利用す
ることで、排ガス中のダイオキシン類やクロロベンゼン
類など有機塩素系化合物を選択的に励起・イオン化でき
る。最近は光パラメトリック発振レーザーが市販され、
色素レーザーの代わりにこれを用いて発振することもで
きる。フェムト秒オーダーのレーザー光については、大
別してＸｅＣｌエキシマーレーザー励起フェムト秒パル
ス色素レーザーならびに増幅用ＫｒＦエキシマーレーザ
ーから構成されるシステムで発振できる。これは、ナノ
秒色素レーザーをクエンチングしてさらにショートキャ
ビティーレーザーを励起し、過飽和吸収体を通過させ、
９ｐｓのパルスを発生する。この光パルスは色素アンプ
で増幅し、分布帰還型色素レーザーのポンプ光として用
いる。最終的には、紫外線領域の波長、フェムト秒オー
ダーで最大２０ｍＪ程度の出力のパルスレーザー光が得
られるものである。なお、フェムト秒レーザー部の発振
を遮るとナノ秒オーダーのレーザー光も発振できる。
スレーザー光を発振できればとくに限定されるものでは
ないが、例えばナノ秒オーダーのパルスレーザー光を発
振するものであれば、次のようなものを用いることがで
きる。つまり、色素レーザーが最も一般的に使用され
る。これは、エキシマーレーザー、あるいはヤグレーザ
ーをポンピング光源として用い、レーザー色素の交換に
より３３０〜１０００ｎｍまで連続的に波長を変化する
ことができる。第二高調波あるいは第三高調波を利用す
ることで、排ガス中のダイオキシン類やクロロベンゼン
類など有機塩素系化合物を選択的に励起・イオン化でき
る。最近は光パラメトリック発振レーザーが市販され、
色素レーザーの代わりにこれを用いて発振することもで
きる。フェムト秒オーダーのレーザー光については、大
別してＸｅＣｌエキシマーレーザー励起フェムト秒パル
ス色素レーザーならびに増幅用ＫｒＦエキシマーレーザ
ーから構成されるシステムで発振できる。これは、ナノ
秒色素レーザーをクエンチングしてさらにショートキャ
ビティーレーザーを励起し、過飽和吸収体を通過させ、
９ｐｓのパルスを発生する。この光パルスは色素アンプ
で増幅し、分布帰還型色素レーザーのポンプ光として用
いる。最終的には、紫外線領域の波長、フェムト秒オー
ダーで最大２０ｍＪ程度の出力のパルスレーザー光が得
られるものである。なお、フェムト秒レーザー部の発振
を遮るとナノ秒オーダーのレーザー光も発振できる。
【００１８】レーザー光の集光については、何ら限定さ
れるものではなく、通常のビーム断面が円形、あるいは
特殊レンズ（シリンドリカルレンズ）を用いてできる分
子ジェットの断面に近い楕円状など種々の形状のものを
用いることができる。照射時間については、通常、数ナ
ノ秒から数十ピコ秒である。
れるものではなく、通常のビーム断面が円形、あるいは
特殊レンズ（シリンドリカルレンズ）を用いてできる分
子ジェットの断面に近い楕円状など種々の形状のものを
用いることができる。照射時間については、通常、数ナ
ノ秒から数十ピコ秒である。
【００１９】イオン化室は高真空を形成しうる構造をし
ていて、レーザー光を透過する材質で作られている窓を
設けてあればよい。真空イオン化室と質量分析計の真空
室が連設されて仕切がない場合もある。その場合、イオ
ン化が行なわれる部位が真空イオン化室に担当する部位
になる。
ていて、レーザー光を透過する材質で作られている窓を
設けてあればよい。真空イオン化室と質量分析計の真空
室が連設されて仕切がない場合もある。その場合、イオ
ン化が行なわれる部位が真空イオン化室に担当する部位
になる。
【００２０】また、質量分析計としては、飛行時間型、
四重極型、二重収束型など何れの形式のものも用いるこ
とができる。
四重極型、二重収束型など何れの形式のものも用いるこ
とができる。
【００２１】イオン化室およびこれに隣接する質量分析
計には油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、油
拡散ポンプ、ターボ分子ポンプなどを接続して１０-6〜
１０ -8ｔｏｒｒ程度に保持できるようにする。
計には油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、油
拡散ポンプ、ターボ分子ポンプなどを接続して１０-6〜
１０ -8ｔｏｒｒ程度に保持できるようにする。
【００２２】試料の導入については、通常イオン化室
（または相当する部位）が１０-6ｔｏｒｒ以下に保持さ
れているので、ガス状になってさえいれば常圧付近の圧
力で十分でこれが駆動力になり導入されるため、とくに
加圧等の圧力調整はしなくてもよい。
（または相当する部位）が１０-6ｔｏｒｒ以下に保持さ
れているので、ガス状になってさえいれば常圧付近の圧
力で十分でこれが駆動力になり導入されるため、とくに
加圧等の圧力調整はしなくてもよい。
【００２３】分子イオンの質量数決定と検出については
質量分析計を通常の作動状態で運転すればよく、記録に
ついては一般的なデジタルオシロスコープ、レコーダー
で行うことができる。
質量分析計を通常の作動状態で運転すればよく、記録に
ついては一般的なデジタルオシロスコープ、レコーダー
で行うことができる。
【００２４】本発明のレーザーイオン化質量分析装置は
多光子イオン化質量分析装置に限定されるものではな
く、測定対象物質の吸着問題を生ずるレーザーイオン化
質量分析装置に広く適用できるものである。
多光子イオン化質量分析装置に限定されるものではな
く、測定対象物質の吸着問題を生ずるレーザーイオン化
質量分析装置に広く適用できるものである。
【００２５】本発明の方法の測定対象となるダイオキシ
ン類は塩素が２〜８個のポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ジオキ
シン、ポリ塩化ジベンゾフラン等であり、その指標物質
となるクロロベンゼン類に塩素が１〜６個のクロロベン
ゼン、クロロフェノール類は塩素が１〜５個のクロロフ
ェノールである。
ン類は塩素が２〜８個のポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ジオキ
シン、ポリ塩化ジベンゾフラン等であり、その指標物質
となるクロロベンゼン類に塩素が１〜６個のクロロベン
ゼン、クロロフェノール類は塩素が１〜５個のクロロフ
ェノールである。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００２７】図１は、本発明のレーザー多光子イオン化
質量分析装置の一実施例を示す。１は、レーザー多光子
イオン化質量分析装置の本体、すなわちイオン化室と質
量分析計である。
質量分析装置の一実施例を示す。１は、レーザー多光子
イオン化質量分析装置の本体、すなわちイオン化室と質
量分析計である。
【００２８】３は、ごみ焼却炉の煙道（集塵器の下流）
１０から試料ガスを導くためのサンプリング装置で、吸
引ポンプ３１を備えている。
１０から試料ガスを導くためのサンプリング装置で、吸
引ポンプ３１を備えている。
【００２９】サンプリング装置３の配管は、内径が３〜
１０ｍｍ程度である。材質はステンレス鋼で、ガラス粉
末を加熱によって融着させた後、８００〜９００℃の高
温とする焼成を２回繰り返してその内面にガラスライニ
ングを施し、またジメチルジクロロシランによってシラ
ノール基のキャッピングを行っている。具体的には、ガ
ラスライニングにジメチルジクロロシランを接触させ、
３０〜５０℃で１時間保持し、溶剤で洗浄した。ポンプ
３１により、１〜１０ｍｌ／ｍｉｎ程度の速度で排ガス
試料を吸引できる。サンプリング装置３の部分３２の配
管の材質・内面は、上述の配管と同一であるが、内径に
ついては１／１６インチ程度以下である。
１０ｍｍ程度である。材質はステンレス鋼で、ガラス粉
末を加熱によって融着させた後、８００〜９００℃の高
温とする焼成を２回繰り返してその内面にガラスライニ
ングを施し、またジメチルジクロロシランによってシラ
ノール基のキャッピングを行っている。具体的には、ガ
ラスライニングにジメチルジクロロシランを接触させ、
３０〜５０℃で１時間保持し、溶剤で洗浄した。ポンプ
３１により、１〜１０ｍｌ／ｍｉｎ程度の速度で排ガス
試料を吸引できる。サンプリング装置３の部分３２の配
管の材質・内面は、上述の配管と同一であるが、内径に
ついては１／１６インチ程度以下である。
【００３０】レーザー多光子イオン化質量分析装置に連
設しているパルスバルブ３２（例えばＧｅｎｅｒａｌ
Ｖａｌｖｅ社製，Ｐ／Ｎ９１−４７−９００型）を作動
させると、ダイオキシン類がイオン化室に導入される。
したがって、例えば、２，７−ジクロロジベンゾジオキ
シンを励起・イオン化する波長が３０５．６ｎｍのレー
ザー光を照射すると、２，７−ジクロロジベンゾジオキ
シンが選択的にイオン化し、後段の質量分析計によって
検出される。ナノ秒オーダーでエネルギーが数ｍＪのパ
ルスレーザー光は、Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社
製，ＭＯＰＯ−７３０型のレーザーシステムなどにより
発振できる。イオン化室および質量分析計は以下のもの
から構成されている。レーザー光を透過する窓を有して
いるイオン化室と２００ｌ／ｓの排気速度のターボ分子
ポンプ、および質量分析計は長さ１２００ｍｍの飛行管
のリフレクトロンタイプの飛行時間型のもので、検出器
にマイクロチャンネルプレートを用いている。質量分析
計は同様のターボ分子ポンプを備えている。
設しているパルスバルブ３２（例えばＧｅｎｅｒａｌ
Ｖａｌｖｅ社製，Ｐ／Ｎ９１−４７−９００型）を作動
させると、ダイオキシン類がイオン化室に導入される。
したがって、例えば、２，７−ジクロロジベンゾジオキ
シンを励起・イオン化する波長が３０５．６ｎｍのレー
ザー光を照射すると、２，７−ジクロロジベンゾジオキ
シンが選択的にイオン化し、後段の質量分析計によって
検出される。ナノ秒オーダーでエネルギーが数ｍＪのパ
ルスレーザー光は、Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社
製，ＭＯＰＯ−７３０型のレーザーシステムなどにより
発振できる。イオン化室および質量分析計は以下のもの
から構成されている。レーザー光を透過する窓を有して
いるイオン化室と２００ｌ／ｓの排気速度のターボ分子
ポンプ、および質量分析計は長さ１２００ｍｍの飛行管
のリフレクトロンタイプの飛行時間型のもので、検出器
にマイクロチャンネルプレートを用いている。質量分析
計は同様のターボ分子ポンプを備えている。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、分析装
置（とくにサンプリング装置）へのダイオキシン類の吸
着が殆ど起こらなく、また新たにダイオキシン類が生成
しないので、正しい分析値が得られるという効果があ
る。
置（とくにサンプリング装置）へのダイオキシン類の吸
着が殆ど起こらなく、また新たにダイオキシン類が生成
しないので、正しい分析値が得られるという効果があ
る。
【図１】 本発明の分析装置の一実施例を示す構成図。
１：レーザー多光子イオン化質量分析装置 ２：レーザー発振器 ３：サンプリング装置 １０：煙道 ２１：レーザー光 ３１：吸引ポンプ ３２：パルスバルブ
Claims (3)
- 【請求項１】 試料ガスをレーザーイオン化質量分析装
置に送入する配管の内面が不活性化処理されていること
を特徴とするレーザーイオン化質量分析装置 - 【請求項２】 試料ガスをレーザーイオン化質量分析装
置に送入する配管に加熱手段が設けられていることを特
徴とするレーザーイオン化質量分析装置 - 【請求項３】 請求項１または２記載のレーザーイオン
化質量分析装置を用い、該配管の温度を１００〜２００
℃に保持して、クロロベンゼン類、クロロフェノール類
等のダイオキシン類指標物質またはダイオキシン類を測
定する方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164515A JPH11352105A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | レーザーイオン化質量分析装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164515A JPH11352105A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | レーザーイオン化質量分析装置および測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352105A true JPH11352105A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15794639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10164515A Pending JPH11352105A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | レーザーイオン化質量分析装置および測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11352105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093305A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-08-08 | Univ Johns Hopkins | Pulsed laser sampling for mass spectrometer system |
| CZ303756B6 (cs) * | 2010-12-08 | 2013-04-24 | Technická univerzita v Liberci | Zpusob a zarízení k merení koncentrace cástic ve výfukových plynech |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP10164515A patent/JPH11352105A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093305A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-08-08 | Univ Johns Hopkins | Pulsed laser sampling for mass spectrometer system |
| US6734423B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-05-11 | The Johns Hopkins University | Pulsed laser sampling for mass spectrometer system |
| CZ303756B6 (cs) * | 2010-12-08 | 2013-04-24 | Technická univerzita v Liberci | Zpusob a zarízení k merení koncentrace cástic ve výfukových plynech |
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