(57)【要約】【課題】  本発明は、標準試料の電気伝導度と検体の電気伝導度を一致させ、精度の良い測定が可能な分光分析装置を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。試料を導入する導入部と、導入部から導入された試料を送液する流路と、前記流路に狭小部を設け当該狭小部に電圧を印加する電源部と、前記狭小部における発光を検出する検出部を備える分析装置において、流路上の試料の電気伝導度を測定する計測部と、前記計測部により測定された電気伝導度に基づいて、前記流路上に電解溶液を導入するポンプを備えることを特徴とする分光分析装置。【選択図】図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を導入する導入部と、導入部から導入された試料を送液する流路と、前記流路に狭小部を設け当該狭小部に電圧を印加する電源部と、前記狭小部における発光を検出する検出部を備える分析装置において、
流路上の試料の電気伝導度を測定する計測部と、前記計測部により測定された電気伝導度に基づいて、前記流路上に電解溶液を導入するポンプを備えることを特徴とする分光分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光分析装置において、
前記ポンプは、前記流路上に水及び／又は所定濃度の電解溶液を前記電気伝導度に基づいて所定量導入することを特徴とする分光分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の分光分析装置において、
前記ポンプは、前記流路上に導入する電解溶液の濃度を調整可能であり、前記計測部により測定された電気伝導度に基づいて決定された濃度の電解溶液を前記流路上に導入することを特徴とする分光分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の分光分析装置において、
前記検出部により検出された発光量に基づいて前記電気伝導度を測定することを特徴とする分光分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の分光分析装置において、
前記ポンプは、着色された電解溶液を導入し、前記電解溶液を導入した後の試料の着色料に基づいて電気伝導度を求めることを特徴とする分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ分光分析装置に関し、特にプラズマ発光を利用して液体試料の分析を行うプラズマ分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景技術として、プラズマ発光を利用して元素分析を行う装置として特許文献１がある。特許文献１には、絶縁性材料で形成された流路に、流路の断面積よりも著しく小さい断面積を有する狭小部を設け、流路および狭小部に導電性液体を満たした後、狭小部に電界が通過するように狭小部に電界を印加し、狭小部でプラズマを発生させるプラズマの発生方法および元素分析方法およびその現象を用いる装置が記載されている。また、プラズマ分光分析装置の具体的な構造として、特許文献２の様な流路内や狭小部内の導電性液体を流動させる方法を用いたプラズマ分光分析装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３２３６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８００４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者の実験により、上記の技術ではプラズマの発生の状況は図１に示すとおり導電性液体の電気伝導度に依存し、プラズマの発生が変化するとプラズマ温度なども異なり、測定した元素の濃度が同じ検体に対しても異なる発光強度を与えることが、明らかになった。なお本現象は干渉の一つと考えられ、導電率（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）の頭文字を取って、ＥＣ干渉と名付ける。上記干渉のため、精度のよい測定をするためには、毎回同じ電気伝導度を持つように測定試料の電気伝導度を調整する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、特に検体の電気伝導度や濃度を測定することなしに、一定量の検体に対し、毎回一定量の電解質を加えるだけで電気伝導度の調整を行うことができる、との記載がある。しかし、検量線作成時の標準試料の電気伝導度と、検体の電気伝導度を一致させる必要性やその具体的な方法については記載されていない。特許文献２は、具体的な流路に関する記載はあるが、特許文献１と同様、電気伝導度を標準試料と検体とでそろえること、およびその具体的方法については開示されていない。
【０００６】
本発明は、標準試料の電気伝導度と検体の電気伝導度を一致させ、精度の良い測定が可能な分光分析装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。試料を導入する導入部と、導入部から導入された試料を送液する流路と、前記流路に狭小部を設け当該狭小部に電圧を印加する電源部と、前記狭小部における発光を検出する検出部を備える分析装置において、流路上の試料の電気伝導度を測定する計測部と、前記計測部により測定された電気伝導度に基づいて、前記流路上に電解溶液を導入するポンプを備えることを特徴とする分光分析装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検量線を用いた金属元素の定量分析の際に、検量線用標準試料と検体とで電気伝導度を合わせることが可能であるため、プラズマの発生状況を毎回同じように調整でき、精度の良い測定が可能である。更にプラズマの発生と測定に都合のよい電気伝導度に自動調整できるため、自動測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電気伝導度と発光強度の関係を示した測定結果である。
【図２】試料の電気伝導度自動調整機能付きプラズマ発光分析装置による分析動作フローチャートである。
【図３】試料の電気伝導度自動調整機能付きプラズマ発光分析装置の構成図（案１）である。
【図４】試料中の元素濃度と発光強度の関係性を示した図である。
【図５】試料の導度自動調整機能付きプラズマ発光分析装置の構成図（案２）である。
【図６】試料の電気伝導度自動調整機能付きプラズマ発光分析装置の構成図（案３）である。
【図７】試料の電気伝導度自動調整機能付きプラズマ発光分析装置の構成図（案４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
金属元素を含む試料溶液中の金属元素濃度の測定を本発明の実施例として説明する。
【００１１】
図2に本発明による測定方法の動作フローチャートを示す。試料の導入後、導電率計により試料の電気伝導度を測定し、試料の電気伝導度が設定値となるよう電解溶液を調整し、流路中に導入する。電解溶液導入後、流路の途中にある狭小部の前後にはそれぞれPt等の電極が配設されており、上記狭小部が混合溶液で満たされた後に電圧を印加し発光した光を検出する。コンピュータは本分光分析装置を構成する各装置に接続され、それぞれに制御信号を送り各装置の制御を行う。また上記コンピュータは検出器で検出された光に基づいて測定資料の分析を行う。その後測定試料は廃液部へ送液され廃液として排出される。
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図3は本発明の実施例１であり、電気伝導度自動調整機能つきプラズマ分光分析装置100の概略構成図である。装置は測定試料の電気伝導度を測定できるように電解溶液導入前に導電率計109を接続している。試料溶液の入ったシリンジ等から送液ポンプ101を用いて試料を流路102へ通液する。試料導入部と発光部との間に送液ポンプ110を接続し、シリンジ等より導入された試料に電気伝導度を調整するための塩化ナトリウム等の無機塩類の溶液等を混合する。導電率計109と送液ポンプ110は制御信号の送受信が可能である。混合する電解溶液の量および流速は、導電率計109で測定した値が任意の値となるように、導電率計109から送液ポンプ110にコンピュータ116等の制御装置により制御信号120を送ることにより調整される。なお、電解溶液は測定に十分な量が混合されると上記コンピュータ116等の制御装置からの制御信号120より流路102への導入が遮断されるとよい。本実施例では、送液ポンプ110は2つのチャンネル（流路118、119）あり、一方のチャンネルからは純水、他方からは塩化ナトリウム水溶液が流路102へ流れる。流路102と流路118、119はコネクタ等を用いて接続する。
【００１４】
二液を発光部までの流路102または溶液混合部103で十分に混合し、狭小部の前後に配設された電極105および106に電圧を印加しプラズマ104を生成することで元素固有の波長の光111を発光させる。この光111は光ファイバー113または集光レンズ等で受光し分光器114へ導かれる。その後分光器114で分光された光量がＣＣＤカメラ等の検出器115にて検出され、前記コンピュータ116にて分析される。前記コンピュータ116により各装置の制御が行われ、当該コンピュータ116の入力部（キーボード等）や表示部により、電気伝導度を任意の値に設定することができる。また前記コンピュータ116にてその他の測定条件の入力や分析結果の表示も行われる。
【００１５】
プラズマ発光分析装置に使用する試料溶液が流れるラインは、酸性に耐性を有する材質であり、試料に対して金属汚染が無いものであれば適応可能である。例えばシリコンチューブを流路102、118、119として用いることも可能である。発光後の試料は流路102を通り容器を設けた廃液部121に流れ廃液として排出される。目的元素を発光させることにより得られる信号強度は、発光する金属元素の濃度に対して比例関係を持つ（図4参照）。そのため電気伝導度を調整するために混合した希釈液の割合より、例えば２倍に希釈した場合には信号強度を２倍するなど、信号強度を補正することにより目的元素の定量値を求めることができる。尚、電気伝導度の調整が不要の場合は送液ポンプ110から流路102へ繋がる流路118および119を遮断することで対応できる。検体の電気伝導度に応じて混合する電解溶液の濃度や量を調整でき、電気伝導度の最適化を図ることができる。電解溶液としては例えば塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの無機塩類も用いることが可能である。上記図1に電気伝導度の変化による元素の発光強度の変化を示す。純水に塩化ナトリウム水溶液を添加し、電気伝導度を0,2,4,6,8,10,12,14,16mS/cmの9段階に変化させた試料を調製した。各溶液にPb標準溶液を添加し、全てPb1ppmとした。波長は405.8nmを検出した。図1より、元素の濃度が等しい検体であっても、電気伝導度が高くなるにつれて発光強度も大きくなると言える。このことからも言えるように、検体の電気伝導度と、検量線作成時に測定する電気伝導度を合わせることは、本プラズマ分光分析法においては重要である。なお上記測定の条件は、流速1.0mL/min、印加電圧3.2kV、パルス幅ON:2.0msec、OFF:200msec、スリット幅50μm、グレーティング2400g/mm、積算回数20回とした。また、本実施例では二液を十分に混合するため溶液混合部103としてミキシングコイルを用いたが、流路102内で十分に混合できれば無くてもよい。また本実施例では導電率計109を電解溶液導入前後に組み込んでいる。このように電解溶液導入後にも電気伝導度を測定し、調整が正しく行われたことを確認できるとよい。また流路に電解溶液を導入することで、流路102に用いているチューブにかかる圧力が懸念される場合には、太いチューブを用いることや、流路102内の液を逃がすためドレインを設けてもよい。
【実施例２】
【００１６】
図5に実施例2を示す。装置構成は実施例1と同様であるが、本実施例は、送液ポンプ110内で測定試料に導入する電解溶液の濃度調整を自動で行うことに特徴がある。この方法により、定量値の補正が簡易化できる。例えば試料と電解溶液との混合量の比率を１：１とすると、発光強度から得られた定量値を2倍するだけで濃度補正ができる。
【実施例３】
【００１７】
図6に実施例3を示す。装置構成は実施例1と同様であるが、本実施例は、送液ポンプ110より流路102に導入する電解溶液に着色料などの電解溶液の指標となる添加剤を加え、希釈前後の吸光度の変化より、電解溶液により希釈倍率を算出することに特徴がある。試料導入後、電解溶液導入前前後に分光光度計301、302を配設し、電解溶液による希釈前後の吸光度を測定する。なお、電解溶液の添加剤例として図6では赤色2号を用いたが、本添加剤のような有機化合物を使用した場合は、吸光度測定後、発光部の前に樹脂等の吸着剤303を組み込むことで、添加剤の除去が可能である。なお、発明者の実験により、着色料添加による試料中元素の発光強度は変わらないことが確認された。
【実施例４】
【００１８】
図7に実施例4を示す。装置構成は実施例1と同様であるが、本実施例は、電気伝導度の測定を電源部107により発光部122で行うことに特徴がある。実施例4では、試料を導入後、発光部122に置ける発光量に基づいて電気伝導度を測定する。測定値に応じて電解溶液を導入する。電気伝導度が任意の値となったら電極105および106に電圧を印加し測定を行う。
【符号の説明】
【００１９】
100・・・プラズマ分光分析装置、101、110・・・送液ポンプ、102、118、119、201・・・流路、103・・・溶液混合部、104・・・プラズマ、105、106・・・電極、107・・・電源部、108、112、117、120・・・制御信号、109・・・導電率計、111・・・試料が発光した光、113・・・光ファイバー、114・・・分光器、115・・・検出器、116・・・コンピュータ、121・・・廃液部、122・・・発光部、301、302・・・分光光度計、303・・・吸着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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