(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザの手間を省くことができ、かつ、塩の析出を抑えることのできるＩＣＰ分析装置を提供する。【解決手段】ＩＣＰ分析装置は、プラズマを形成するためのプラズマトーチ３０と、試料Ｓを霧状にしてキャリアガスとともに装置内に導入する試料導入部１０と、試料導入部１０から導入された試料Ｓを希釈するための希釈ガスを導入する希釈ガス導入部２０とを含む。希釈ガス導入部２０は、希釈ガスを加湿する加湿部２４を含む。加湿した希釈ガスで試料Ｓを希釈するため、試料Ｓを予め希釈するというユーザの手間を省くことができるとともに、加湿した希釈ガスを導入することで乾燥による塩の析出を抑えることができる。【選択図】図２
0003231232.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣＰ分析装置であって、
プラズマを形成するためのプラズマトーチと、
試料を霧状にしてキャリアガスとともに装置内に導入する試料導入部と、
前記試料導入部から導入された試料を希釈するための希釈ガスを導入する希釈ガス導入部とを備え、
前記希釈ガス導入部は、前記希釈ガスを加湿する加湿部を含む、ＩＣＰ分析装置。
【請求項２】
前記希釈ガス導入部は、前記希釈ガスを加温する加温部をさらに備える請求項１に記載のＩＣＰ分析装置。
【請求項３】
ＩＣＰ質量分析装置である、請求項１または請求項２に記載のＩＣＰ分析装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＩＣＰ分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料に含まれる元素を分析する装置の一つに誘導型結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）を利用したＩＣＰ分析装置がある。ＩＣＰ分析装置は、誘導型プラズマにより試料内の原子をイオン化させ、イオン化させた原子を分析するＩＣＰ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ：Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer）と、誘導型プラズマにより試料を励起発光させ、生じた光を検出するＩＣＰ分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ：Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer）とを含む。
【０００３】
特開２０１８−１７９５５５号公報（特許文献１）には、プラズマを形成するための発光分析用プラズマトーチと、ネブライザにより霧状にした液体試料をキャリアガスとともに流通させる試料ガス供給部とを備えるＩＣＰ分光分析装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１７９５５５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ＩＣＰ分析装置において、液体試料の濃度が高いと、試料ガス供給部からプラズマトーチまでの配管内で塩が析出して、配管が詰まる等の不具合が発生することがあった。
【０００６】
塩の析出を防止する方法としては、導入する液体試料を予め希釈する方法および配管内に希釈用のガスを導入する方法がある。配管内に希釈用のガスを導入する方法は、液体試料を予め希釈する方法に比べて、ユーザの手間を省くことができる。しかし、ガスで希釈することにより導入された試料が乾燥により析出してしまう虞があった。
【０００７】
本開示は、ユーザの手間を省くことができ、かつ、塩の析出を抑えることのできるＩＣＰ分析装置を提供することを一の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のＩＣＰ分析装置は、プラズマを形成するためのプラズマトーチと、試料を霧状にしてキャリアガスとともに装置内に導入する試料導入部と、試料導入部から導入された試料を希釈するための希釈ガスを導入する希釈ガス導入部とを含む。希釈ガス導入部は、希釈ガスを加湿する加湿部を含む。
【考案の効果】
【０００９】
本開示によれば、加湿した希釈ガスで試料を希釈するため、試料を予め希釈するというユーザの手間を省くことができるとともに、加湿した希釈ガスを導入することで乾燥による塩の析出を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかるＩＣＰ分析装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。
【図３】変形例１にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。
【図４】変形例２にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
［ＩＣＰ分析装置の全体構成］
図１は、本実施の形態にかかるＩＣＰ分析装置の全体構成を示す模式図である。ＩＣＰ分析装置１は、イオン化部１００と質量分析装置２００とを含む。
【００１３】
イオン化部１００は、プラズマを発生させて、試料をイオン化する。イオン化部１００の詳細な構成については、図２を参照して後述する。
【００１４】
質量分析装置２００は、イオン化部１００によってイオン化された試料を受けて、イオン化された試料を分析する。質量分析装置２００は、イオン化部１００において発生するプラズマの先端と対向する入口側から第１真空室２１０、第２真空室２２０、および第３真空室２３０に分かれている。
【００１５】
第１真空室２１０には、サンプリングコーンまたはスキマーなどのイオン取込口が配置されている。第２真空室２２０には、四重極マスフィルタなどの質量分離器２２１が配置されている。第３真空室２３０には、質量分離器により分離されたイオンを検出する検出器２３１が配置されている。
【００１６】
［イオン化部の構成］
図２は、本実施の形態にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。イオン化部１００は、主な構成として、試料導入部１０と、希釈ガス導入部２０と、プラズマトーチ３０とを備える。
【００１７】
試料導入部１０は、スプレーチャンバー４０に接続されており、イオン化部１００内のスプレーチャンバー４０にキャリアガスとともに試料Ｓを導入する。試料導入部１０は、キャピラリ１２と、キャリアガス口１４の形成されたネブライザ１６とを含む。
【００１８】
キャピラリ１２は、ネブライザ１６の中心を通るように配置されており、一端が試料容器Ｃ中の試料Ｓに挿入されている。
【００１９】
ネブライザ１６は、キャリアガス口１４から供給されるキャリアガス（たとえば、アルゴンガス）を、スプレーチャンバー４０内に位置するノズルからスプレーチャンバー４０内に噴出する。
【００２０】
試料Ｓは、キャリアガスの噴射に伴う負圧により吸引され、霧状になってキャピラリ１２の先端からスプレーチャンバー４０内に噴出される。霧状の試料Ｓは、スプレーチャンバー４０内でキャリアガスと混合され、スプレーチャンバー４０の上部に接続されたキャリアガス管４２を通ってプラズマトーチ３０の先端に形成されるプラズマ３５の中心に送り込まれる。なお、霧状となった試料Ｓのうち、荒い霧滴は、スプレーチャンバー４０内壁に付着し、スプレーチャンバー４０の下部に接続された廃液管４１を通って排出される。
【００２１】
希釈ガス導入部２０は、希釈ガス（たとえば、アルゴンガス）をキャリアガス管４２内に導入する。希釈ガス導入部２０は、スプレーチャンバー４０の上部に接続されたキャリアガス管４２上であって、プラズマトーチ３０とキャリアガス管４２との接続部分４３よりも下流に位置する中途部４４に接続されている。すなわち、希釈ガス導入部２０は、霧状の試料Ｓとキャリアガスとが混合された試料中であって、当該試料がプラズマトーチ３０内に導入される前に、当該試料に希釈ガスを導入する。
【００２２】
希釈ガス導入部２０は、希釈ガスを供給する供給部に接続された供給管２２と、供給管２２に接続された加湿部２４と、加湿部２４とキャリアガス管４２とをつなぐ導入管２６とを備える。
【００２３】
加湿部２４は、希釈ガスを加湿する。より具体的には、加湿部２４の内部には、蒸留水が貯留されている。供給管２２から供給された希釈ガスは、加湿部２４内の蒸留水を通過することで加湿される。加湿された希釈ガスは、導入管２６を通ってキャリアガス管４２内に導入される。
【００２４】
本実施の形態においては、加湿された希釈ガスによって、キャリアガス管４２内を通る霧状になった試料Ｓを希釈できる。キャリアガス口１４から供給されるキャリアガスの流量を増やすと、霧状になってキャピラリ１２の先端からスプレーチャンバー４０内に噴出される試料Ｓの量も増えてしまい、塩が析出しやすくなる虞がある。本実施の形態においては、スプレーチャンバー４０内でキャリアガスと霧状の試料Ｓとを混合させた後に希釈ガスを導入するため、試料Ｓの噴出量を抑えつつ、キャリアガス管４２内を通過する試料Ｓの濃度を下げることができる。
【００２５】
また、希釈ガスを加湿してからキャリアガス管４２に導入することで、試料Ｓを予め希釈するというユーザの手間を省くことができるとともに、キャリアガス管４２内を通るガスを加湿させることができ、乾燥による塩の析出を抑えることができる。
【００２６】
プラズマトーチ３０は、プラズマ３５を形成するための装置である。プラズマトーチ３０内にアルゴンガス（キャリアガスおよび希釈ガス）を流しつつ、プラズマトーチ３０が備える高周波誘導コイルに高周波電流を流すことで、プラズマトーチ３０の先端にプラズマ３５が形成される。プラズマ３５を霧状になった試料が通過することで、試料Ｓ中の化合物が原子化およびイオン化される。イオン化された原子は、質量分析装置２００に導かれる。
【００２７】
［変形例］
図３は、変形例１にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。変形例１にかかるイオン化部１００ａは、希釈ガス導入部２０に代えて希釈ガス導入部２０ａを備える点で上記実施の形態にかかるイオン化部１００と異なる。
【００２８】
希釈ガス導入部２０ａは、加温部２１ａをさらに備える点で希釈ガス導入部２０と異なる。加温部２１ａは、供給管２２に配置されており、加湿部２４を通過する希釈ガスを加温する。なお、加温部２１ａは、図示していない希釈ガスの供給部に設けられていてもよく、また、導入管２６に設けられていてもよい。
【００２９】
図４は、変形例２にかかるイオン化部の全体構成を示す模式図である。変形例２にかかるイオン化部１００ｂは、希釈ガス導入部２０に代えて希釈ガス導入部２０ｂを備える点で上記実施の形態にかかるイオン化部１００と異なる。希釈ガス導入部２０ｂは、加温部２１ｂをさらに備える点で希釈ガス導入部２０と異なる。
【００３０】
加温部２１ｂは、加湿部２４内の蒸留水を加温する。これにより、蒸留水を通るキャリアガスを加温することができる。
【００３１】
すなわち、加温部２１ａおよび加温部２１ｂは、いずれも、キャリアガス管４２内に導入される希釈ガスの温度を上げるための加温部２１の一具体化例である。キャリアガス管４２内に導入される希釈ガスの温度を上げることで、キャリアガス管４２内を通過するガスの温度が上がり、試料の溶解度を上げることができ、塩の析出をさらに抑えることができる。
【００３２】
なお、加温部２１は、希釈ガスの温度をスプレーチャンバー４０から送られるガスの温度以上にすることができればよく、たとえば、４０度以上にできればよい。
【００３３】
また、上記実施の形態において、ＩＣＰ分析装置１は、ＩＣＰ−ＭＳであるとした。なお、ＩＣＰ分析装置１は、ＩＣＰ−ＭＳに限られず、ＩＣＰ−ＡＥＳであってもよい。
【００３４】
なお、ＩＣＰ−ＭＳは、プラズマ３５によってイオン化された原子を水平方向（重力方向に対して垂直な方向）に導く必要がある。そのため、ＩＣＰ−ＭＳにおいては、プラズマトーチ３０を水平に配置する必要がある。一方、ＩＣＰ−ＡＥＳにおいては、ＩＣＰ−ＭＳのような配置の制限がなく、プラズマトーチ３０を垂直に配置することができる。
【００３５】
プラズマトーチ３０を水平に配置した場合、キャリアガス管４２内で析出した塩がキャリアガス管４２に蓄積しやすく、キャリアガス管４２が詰まる等の不具合が生じやすくなる。すなわち、ＩＣＰ−ＭＳにおいては、ＩＣＰ−ＡＥＳに比べてキャリアガス管４２内で析出した塩がキャリアガス管４２に蓄積しやすく、キャリアガス管４２が詰まる等の不具合が生じやすい。
【００３６】
そのため、加湿部２４を備える希釈ガス導入部２０をＩＣＰ−ＭＳが備えることにより、ＩＣＰ−ＡＥＳに比べてより顕著な効果を得ることができる。
【００３７】
［態様］
上述した実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【００３８】
（第１項）一態様に係るＩＣＰ分析装置は、プラズマを形成するためのプラズマトーチと、試料を霧状にしてキャリアガスとともに装置内に導入する試料導入部と、試料導入部から導入された試料を希釈するための希釈ガスを導入する希釈ガス導入部とを備える。希釈ガス導入部は、希釈ガスを加湿する加湿部を含む。
【００３９】
第１項にかかるＩＣＰ分析装置は、加湿した希釈ガスで試料を希釈するため、試料を予め希釈するというユーザの手間を省くことができるとともに、加湿した希釈ガスを導入することで乾燥による塩の析出を抑えることができる。
【００４０】
（第２項）第１項にかかるＩＣＰ分析装置における希釈ガス導入部は、希釈ガスを加温する加温部をさらに備える。
【００４１】
第２項にかかるＩＣＰ分析装置は、加温した希釈ガスを導入することで試料の溶解度を上げることができ、塩の析出をさらに抑えることができる。
【００４２】
（第３項）第１項または第２項にかかるＩＣＰ分析装置は、ＩＣＰ質量分析装置である。
【００４３】
ＩＣＰ質量分析装置は、プラズマトーチを水平に配置する必要があるため、析出した塩が配管内に蓄積しやすい。そのため、第３項にかかるＩＣＰ分析装置は、プラズマトーチを鉛直に配置可能なＩＣＰ分光分析装置に比べて、加湿部を備える希釈ガス導入部を設けることによる効果を得やすい。
【００４４】
今回開示された各実施の形態は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本考案の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  分析装置、１０  試料導入部、１２  キャピラリ、１４  キャリアガス口、１６  ネブライザ、２０，２０ａ，２０ｂ  希釈ガス導入部、２１，２１ａ，２１ｂ  加温部、２２  供給管、２４  加湿部、２６  導入管、３０  プラズマトーチ、３５  プラズマ、４０  スプレーチャンバー、４１  廃液管、４２  キャリアガス管、４３  接続部分、４４  中途部、１００，１００ａ，１００ｂ  イオン化部、２００  質量分析装置、２１０  第１真空室、２２０  第２真空室、２２１  質量分離器、２３０  第３真空室、２３１  検出器、Ｃ  試料容器、Ｓ  試料。
【図１】
0003231232.tif 000003
【図２】
0003231232.tif 000004
【図３】
0003231232.tif 000005
【図４】
0003231232.tif 000006