(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる方向から導入されたキャリアガスと液体の試料とが同方向に流れるようにしてから、前記試料を霧化するネブライザーと、
前記ネブライザーからの霧化された試料を導入し、前記霧化された試料のうち粒径の大きな霧を凝縮し、凝縮液を外部へ排出するスプレーチャンバーとを具備する誘導結合プラズマ質量分析装置において、
前記スプレーチャンバーに内へ洗浄液を導入する洗浄手段であって、前記液体の試料を霧化のために導入するラインと別個にして、前記ネブライザー側の端部の位置で、前記ネブライザーで霧化された試料の直接的な霧から外れた位置に結合し、前記スプレーチャンバー内の前記端部の洗浄を可能とする洗浄手段を設けたことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。
【請求項２】
前記洗浄手段は、
前記スプレーチャンバーが接続され、前記スプレーチャンバーへ前記キャリアガスと同一又は異なる種類のガスを導入するブレンドガスラインと、
前記洗浄液が貯留される密閉タンクと、
前記ブレンドガスライン中に設けられ、一方の位置に切り替えると前記ブレンドガスラインを流れるガスをストレートに通し、他方の位置に切り替えると前記ブレンドガスを流れるガスを前記密閉タンク内へ導き、前記密閉タンク内の洗浄液を前記ブレンドガスラインへ送出する切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１に記載の誘導結合プラズマ質量分析装置。
【請求項３】
前記洗浄液は、純水,水溶性洗浄液のうちどちらか一方であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘導結合プラズマ質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なる方向から導入されたキャリアガスと液体の試料とが同方向に流れるようにしてから、前記試料を霧化するネブライザーと、前記ネブライザーからの霧化された試料を導入し、前記霧化された試料のうち粒径の大きな霧を凝縮し、凝縮液を外部へ排出するスプレーチャンバーとを具備する誘導結合プラズマ質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図３は従来の誘導結合プラズマ質量分析装置の構成図である。
【０００３】
図において、１は液体の試料２が貯留される試料タンクである。３はキャリアガス(例えば、Ar)４の流量を制御するガス流量制御部である。
５はガス流量制御部３からのキャリアガス４と、試料タンク１からの液体の試料２とが導入され、試料２を霧化するネブライザーである。
【０００４】
６はネブライザー５にアダプター７を介して取り付けられ、霧化された試料２のうち、粒径の大きな霧を凝縮し、凝縮液をドレイン穴６ａより外部へ排出するスプレーチャンバーである。
【０００５】
８はスプレーチャンバー６のドレイン穴６ａから排出された試料２の凝縮液を貯留するドレインタンクである。
９はスプレーチャンバー６で霧化された試料と、ガス流量制御部３からのキャリアガス４とが導入され、高周波電源１０からの電流が供給されるワークコイル１１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)１２によって、試料２をイオン化するプラズマトーチである。
【０００６】
１３は元素の質量の違いを利用して、イオン化した試料２中の元素及び各元素濃度を求める質量分析部である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の誘導結合プラズマ質量分析装置において、試料２を分析する場合、前回分析した試料２′がスプレーチャンバー６内に残留しているので、最初は、前回分析した試料２′の分析結果が出てくる(メモリー効果)。
【０００８】
よって、スプレーチャンバー６内に残留している前回分析した試料２′が、今回分析する試料２と完全に置換されるまで、ネブライザー５へ試料２を導入し続けなければならない問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、短時間で試料切替が行え、試料を節約できる誘導結合プラズマ質量分析装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、互いに異なる方向から導入されたキャリアガスと液体の試料とが同方向に流れるようにしてから、前記試料を霧化するネブライザーと、前記ネブライザーからの霧化された試料を導入し、前記霧化された試料のうち粒径の大きな霧を凝縮し、凝縮液を外部へ排出するスプレーチャンバーとを具備する誘導結合プラズマ質量分析装置において、前記スプレーチャンバーに内へ洗浄液を導入する洗浄手段であって、前記液体の試料を霧化のために導入するラインと別個にして、前記ネブライザー側の端部の位置で、前記ネブライザーで霧化された試料の直接的な霧から外れた位置に結合し、前記スプレーチャンバー内の前記端部の洗浄を可能とする洗浄手段を設けたことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置である。
【００１１】
試料分析後、洗浄手段によって洗浄液をスプレーチャンバー内へ導入し、スプレーチャンバー内の残留試料をスプレーチャンバー外部へ排出する。
洗浄液でスプレーチャンバー内の残留試料を洗い流すことにより、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料を置換するまで試料を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替が行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００１３】
ネブライザー側の端部まで洗浄することにより、非常に短時間で試料切替が行える。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記洗浄手段は、前記スプレーチャンバーが接続され、前記スプレーチャンバーへ前記キャリアガスと同一又は異なる種類のガスを導入するブレンドガスラインと、前記洗浄液が貯留される密閉タンクと、前記ブレンドガスライン中に設けられ、一方の位置に切り替えると前記ブレンドガスラインを流れるガスをストレートに通し、他方の位置に切り替えると前記ブレンドガスを流れるガスを前記密閉タンク内へ導き、前記密閉タンク内の洗浄液を前記ブレンドガスラインへ送出する切替手段と、を有することを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置である。
【００１４】
切替手段を一方の位置に切り替えると、ブレンドガスライン内を流れるキャリアガスと同一又は異なるガスがスプレーチャンバー内へ導入される。
切替手段を他方の位置へ切り替えると、ブレンドガスライン内を流れるキャリアガスと同一又は異なるガスが密閉タンク内へ導かれ、密閉タンク内の洗浄液がブレンドガスラインを介してスプレーチャンバー内へ導入され、スプレーチャンバー内の残留試料がスプレーチャンバー外部へ排出される。
【００１５】
洗浄液でスプレーチャンバー内の残留試料を洗い流すことにより、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料を置換するまで試料を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替を行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００１６】
更に、洗浄液をスプレーチャンバーへ導入するラインと、ブレンドガスラインとを共用することにより、コストダウンが図れる。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明での洗浄液は、純水,水溶性洗浄液のうちどちらか一方であることを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置である。
【００１７】
純水,水溶性洗浄液のうちどちらか一方を用いることで、従来の手法(置換)に比べて素早い切替が可能となる。
また、水溶性洗浄液としては、硝酸水溶液がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
(1) 第１の実施の形態例
図１は本発明の第１の実施の形態例の構成図である。図において、３１は液体の試料３２が貯留される試料タンクである。３３はキャリアガス３４の流量を制御するガス流量制御部である。
【００１９】
３５はガス流量制御部３３からのキャリアガス３４と、試料タンク３１からの液体の試料３２とが導入され、試料３２を霧化するネブライザーである。
３６はネブライザー３５にアダプター３７を介して取り付けられ、霧化された試料３２のうち、粒径の大きな霧を凝縮し、凝縮液をドレイン穴３６ａより外部へ排出するスプレーチャンバーである。
【００２０】
３８はスプレーチャンバー３６のドレイン穴３６ａから排出された試料３２の凝縮液を貯留するドレインタンクである。
３９はスプレーチャンバー３６で霧化された試料と、ガス流量制御部３３からのキャリアガス３４とが導入され、高周波電源４０からの電流が供給されるワークコイル４１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)４２によって、試料３２をイオン化するプラズマトーチである。
【００２１】
４３は元素の質量の違いを利用して、イオン化した試料３２中の元素及び各元素濃度を求める質量分析部である。
５１は試料を導入するラインと別個にして設けられ、スプレーチャンバー３６へキャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス(例えば、窒素ガス)５２を導入するブレンドガスラインである。
【００２２】
ブレンドガスライン５１中に設けられる洗浄手段６０は、純水や硝酸水溶液等の洗浄液６２が貯留される密閉タンク６１と、ブレンドガスライン５１中に設けられ、一方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２をストレートに通し、他方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２を密閉タンク６１内へ案内し、密閉タンク６１内の洗浄液６２をブレンドガスライン５１を介してスプレーチャンバー３６へ送出する切替手段としての４方コック６３とで構成されている。
【００２３】
尚、本実施の形態例では、ブレンドガスライン５１はスプレイチャンバー３６に対してネブライザー３５側の端部の位置で、ネブライザー３５で霧化された試料の直接的な霧から外れた位置に結合し、スプレーチャンバー３６内のネブライザー３５側の端部の洗浄が可能とした。
次に、上記構成の作動を説明する。ネブライザー３５には、試料タンク３１からの液体の試料３２と、ガス流量制御部３３を介してキャリアガス３４とが導入され、液体の試料３２は霧化される。
【００２４】
霧化された試料３２はスプレーチャンバー３６へ導入され、霧化された試料３２のうち粒径の大きな霧は凝縮され、ドレイン穴３６ａを介してドレインタンク３８に貯留される。
【００２５】
このとき、洗浄手段６０の４方コック６３は一方の位置に切り替えられており、ブレンドガスライン５１を介してキャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス５２がスプレーチャンバー３６へ導入される。
【００２６】
キャリアガス３４と、霧化された試料３２と、キャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス５２とはプラズマトーチ３９へ挿入され、高周波電源４０からの電流が供給されるワークコイル４１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)４２によって、試料３２はイオン化される。
【００２７】
イオン化された試料３２は質量分析部４３で、試料３２中の元素及び各元素の濃度が分析され、試料３２の分析が完了する。
そして、試料３２と異なる試料３２′を分析する際には、先ず、洗浄手段６０の４方コック６３を他の切替位置へ操作する。すると、ガス５２は密閉タンク６１へ案内され、密閉タンク６１内の洗浄液６２がブレンドガスライン５１を介して、スプレーチャンバー３６へ導入され、スプレーチャンバー３６内が洗浄され、残留試料３２がドレイン穴３６ａを介してスプレーチャンバー３６外部へ排出され、ドレインタンク３８に貯留される。
【００２８】
その後、洗浄手段６０の４方コック６３を一方の切替位置へ戻し、試料３２と異なる試料３２′の分析を行う。
上記構成によれば、洗浄液６２でスプレーチャンバー３６内の残留試料３２を洗い流すことにより、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料３２を置換するまで試料３２′を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替を行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００２９】
また、洗浄液６２をスプレーチャンバー３６へ導入するラインと、ブレンドガスライン５１とを共用することにより、コストダウンが図れる。
尚、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。上記実施の形態例では、ブレンドガスライン５１を用いて、洗浄液６２をスプレーチャンバー３６内へ導入するようにしたが、スプレーチャンバー３６へ独立した洗浄ラインを接続し、ポンプ等で洗浄液をスプレーチャンバー３６内へ導入し、スプレーチャンバー３６内の洗浄を行うようにしても良い。
【００３０】
(2) 第２の実施の形態例
図２は本発明の第２の実施の形態例の構成図である。尚、本実施の形態例と第１の実施の形態例との相違点は、洗浄手段のみであり、他の部分は同一なので、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３１】
ブレンドガスライン５１中に設けられる第１洗浄手段１６０は、第１の洗浄液(例えば、純水)１６２が貯留される第１の密閉タンク１６１と、ブレンドガスライン５１中に設けられ、一方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２をストレートに通し、他方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２を第１の密閉タンク１６１内へ導入し、第１の密閉タンク１６１内の第１の洗浄液１６２がブレンドガスライン５１へ送出する切替手段としての第１の４方コック１６３とで構成されている。
【００３２】
また、ブレンドガスライン５１中で、第１の洗浄手段１６０と直列に設けられる第２の洗浄手段２６０は、第２の洗浄液(例えば、硝酸水溶液)２６２が貯留される第２の密閉タンク２６１と、ブレンドガスライン５１中に設けられ、一方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２をストレートに通し、他方の位置に切り替えるとブレンドガスライン５１を流れるガス５２を第２の密閉タンク２６１内へ導入し、第２の密閉タンク２６１内の第２の洗浄液２６２がブレンドガスライン５１へ送出する切替手段としての第２の４方コック２６３とで構成されている。
【００３３】
尚、本実施の形態例では、ブレンドガスライン５１の取り付けを洗浄液がスプレーチャンバー３６内のネブライザー３５側の端部まで行き渡るように設けた。次に、上記構成の作動を説明する。ネブライザー３５には、試料タンク３１からの液体の試料３２と、ガス流量制御部３３を介してキャリアガス３４とが導入され、液体の試料３２は霧化される。
【００３４】
霧化された試料３２はスプレーチャンバー３６へ導入され、霧化された試料３２のうち粒径の大きな霧は凝縮され、ドレイン穴３６ａを介してドレインタンク３８に貯留される。
【００３５】
このとき、第１の洗浄手段１６０及び第２の洗浄手段２６０の第１及び第２の４方コック１６３,２６３は一方の位置に切り替えられており、ブレンドガスライン５１を介してキャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス５２がスプレーチャンバー３６へ導入される。
【００３６】
キャリアガス３４と、霧化された試料３２と、キャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス５２とはプラズマトーチ３９へ挿入され、高周波電源４０からの電流が供給されるワークコイル４１によって発生する誘導結合プラズマ(ICP)４２によって、試料３２はイオン化される。
【００３７】
尚、このとき、キャリアガス３４と同一又は異なる種類のガス５２により、イオン化される試料３２の量が制御される。
イオン化された試料３２は質量分析部４３で、試料３２中の元素及び各元素の濃度が分析され、試料３２の分析が完了する。
【００３８】
そして、試料３２と異なる試料３２′を分析する際には、先ず、第１の洗浄手段１６０の第１の４方コック１６３を他の切替位置へ操作する。すると、ガス５２は第１の密閉タンク１６１へ案内され、第１の密閉タンク１６１内の第１の洗浄液１６２がブレンドガスライン５１を介して、スプレーチャンバー３６へ導入され、スプレーチャンバー３６内が洗浄され、残留試料３２がドレイン穴３６ａを介してスプレーチャンバー３６外部へ排出され、ドレインタンク３８に貯留される。
【００３９】
次に、第１の洗浄手段１６０の第１の４方コック１６３を一方の切替位置へ戻し、第２の洗浄手段２６０の第２の４方コック２６３を他の切替位置へ操作する。すると、ガス５２は第２の密閉タンク２６１へ案内され、第２の密閉タンク２６１内の第２の洗浄液１６２がブレンドガスライン５１を介して、スプレーチャンバー３６へ導入され、スプレーチャンバー３６内が洗浄され、残留試料３２がドレイン穴３６ａを介してスプレーチャンバー３６外部へ排出され、ドレインタンク３８に貯留される。
【００４０】
その後、第２の洗浄手段２６０の第２の４方コック２６３を一方の切替位置へ戻し、試料３２と異なる試料３２′の分析を行う。
尚、上記実施の形態例では、洗浄時に、第１及び第２洗浄液１６２,２６２でスプレーチャンバー３６内を洗浄するようにしたが、試料３２,３２′の種類に応じて、第１の洗浄液１６２と第２の洗浄液１６３の種類を選定し、使い分けるようにしても良い。
【００４１】
上記構成によれば、第１及び第２の洗浄液１６２,２６２でスプレーチャンバー３６内の残留試料３２を洗い流すことにより、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料３２を置換するまで試料３２′を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替を行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００４２】
また、第１及び第２の洗浄液１６２,２６２をスプレーチャンバー３６へ導入するラインと、ブレンドガスライン５１とを共用することにより、コストダウンが図れる。
【００４３】
更に、第１の洗浄液６２でスプレーチャンバー３６内の残留試料３２を洗い流した後に、更に、第２の洗浄液でスプレーチャンバー３６内の残留試料３２洗い流すことにより、第１の実施の形態例より、更に洗浄効果をあげることが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１記載の発明によれば、スプレーチャンバー内へ洗浄液を導入する洗浄手段を、前記試料を導入するラインと別個にして設け、試料分析後、洗浄液でスプレーチャンバー内の残留試料を洗い流すことにより、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料を置換するまで試料を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替が行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００４５】
又、洗浄手段は、前記ネブライザー側の端部の位置で、前記ネブライザーで霧化された試料の直接的な霧から外れた位置に結合し、前記スプレーチャンバー内の前記端部の洗浄を可能とすることにより、非常に短時間で試料切替が行える。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記洗浄手段は、前記スプレーチャンバーが接続され、前記スプレーチャンバーへ前記キャリアガスと同一又は異なる種類のガスを導入するブレンドガスラインと、前記洗浄液が貯留される密閉タンクと、前記ブレンドガスライン中に設けられ、一方の位置に切り替えると前記ブレンドガスラインを流れるガスをストレートに通し、他方の位置に切り替えると前記ブレンドガスを流れるガスを前記密閉タンク内へ導き、前記密閉タンク内の洗浄液を前記ブレンドガスラインへ送出する切替手段と、を有することにより、洗浄液でスプレーチャンバー内の残留試料を洗い流せば、次回の分析を行う際に、前回行った分析の残留試料を置換するまで試料を導入する必用が無くなり、短時間で試料切替を行うことができ、更に、試料の節約もできる。
【００４６】
更に、洗浄液をスプレーチャンバーへ導入するラインと、ブレンドガスラインとを共用することにより、コストダウンが図れる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明での洗浄液は、純水,水溶性洗浄液のうちどちらか一方としたことにより、従来の手法(置換)に比べて素早い切替が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態例の構成図である。
【図２】第２の実施の形態例の構成図である。
【図３】従来の誘導結合プラズマ質量分析装置の構成図である。
【符号の説明】
３６  スプレーチャンバー
６０  洗浄手段
【図１】
0003686198.tif 000002
【図２】
0003686198.tif 000003
【図３】
0003686198.tif 000004