(57)【要約】  【課題】  キャピラリーチューブなどを取り外すことなく、ＧＣ分析等と溶液分析を同一のトーチで実現することが可能な誘導結合プラズマトーチの提供。  【解決手段】  誘導結合プラズマトーチのインジェクターチューブは、霧化された溶液試料等を誘導結合プラズマに導入するための外側インジェクターチューブ１１と、外側インジェクターチューブに一体的且つ同心状に収容され、気体状分子を誘導結合プラズマに導入するための内側インジェクターチューブ１２とを含む。内側インジェクターチューブは、メイクアップガスを流すことができ、かつ気体状分子とキャリアガスとを一緒に流すためのキャピラリーチューブ４を有する。気体状試料を分析する際の試料導入には内側インジェクターチューブ１２が使用され、エアロゾル試料を分析する際の試料導入には外側インジェクターチューブ１１が使用される。【選択図】  図１
2006038729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクターチューブを介して試料を誘導結合プラズマに導入するための誘導結合プラズマトーチにおいて、前記インジェクターチューブが、
気体状試料を導入するためのキャピラリーチューブが内部を通って延びると共に、メイクアップガスのための流路を提供する内側インジェクターチューブと、
前記内側インジェクターチューブの外側に一体的且つ同心状に配置され、霧化された溶液試料又はドライエアロゾル試料を導入するための外側インジェクターチューブとを備えたことを特徴とする誘導結合プラズマトーチ。
【請求項２】
前記外側インジェクターチューブが本体部分と先端部分とを有し、前記先端部分が前記本体部分の内径よりも小径の筒状内側部分を備え、前記キャピラリーチューブの先端が前記筒状内側部分の内部又はその近傍に位置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トーチ。
【請求項３】
前記内側インジェクターチューブが、本体部分と、該本体部分の内径よりも小さな内径の先端部分とを有し、該先端部分が前記外側インジェクターチューブの前記筒状内側部分の近傍に位置することを特徴とする、請求項２に記載の誘導結合プラズマトーチ。
【請求項４】
前記内側インジェクターチューブの前記先端部分の内径が、前記外側インジェクターチューブの前記筒状内側部分の径より小さいことを特徴とする、請求項３に記載の誘導結合プラズマトーチ。
【請求項５】
前記内側インジェクターチューブの前記本体部分の内側の前記先端部分近傍に、前記キャピラリーチューブを同心位置に保持するためのガイドが設けられ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装置。
【請求項６】
前記内側インジェクターチューブが、その内側に同心状に配置された前記メイクアップガスのためのメイクアップガスチューブを備え、前記キャピラリーチューブが前記メイクアップガスチューブの内側に同心状に配置されてい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トーチ。
【請求項７】
前記内側インジェクターチューブが前記メイクアップガスチューブとの間に、前記メイクアップガスを高温に保持するための加熱手段を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の誘導結合プラズマトーチ。
【請求項８】
前記加熱手段が、ヒーター線及び温度センサー及び／又は保温材を有する保温パイプからなることを特徴とする、請求項７記載の誘導結合プラズマトーチ。
【請求項９】
前記保温パイプが、中心に貫通穴を有するヒートパイプから構成され、該ヒートパイプの貫通穴を前記メイクアップガスチューブが貫通するか又は前記ヒートパイプの貫通穴が前記メイクアップガスチューブとして構成されていることを特徴とする、請求項８記載の誘導結合プラズマトーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体試料、溶液試料、ドライエアロゾル試料などを誘導結合プラズマに導入するためのトーチに関する。より詳細には本発明は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）等から発せられる気体状分子、すなわち気体状の被分析試料を誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）に導入して、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ−ＯＥＳ）や誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）で分析する際に、全ての気体状分子を誘導結合プラズマの中心部に効率よく導入すると共に、トーチ交換を必要とせずに、ネブライザー等により霧化された溶液試料やレーザーアブレーション等で生成されたドライエアロゾル試料をも誘導結合プラズマの中心部に効率よく導入することのできるトーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）等から発せられる気体状分子を誘導結合プラズマに導入する場合、試料導入管（キャピラリーチューブ）を誘導結合プラズマトーチの中心軸上に、すなわち同心に設定することは困難であった。そのため試料導入管から出る気体状分子が誘導結合プラズマの中心部に導入されず、分析感度や精度が低下するという問題があった。こうした例には、非特許文献１及び非特許文献２に記載された種類のものがある。
これに対し特許文献１は、誘導結合プラズマトーチ内のインジェクターチューブの端にキャピラリーチューブを同心に保持するためのガイドを設ける構成を開示している。本発明者等は、かかる構成の作用効果についての試験、検討を進め、上述の問題が解決されることを確認している。
【０００３】
しかしながら、この構成による場合でも、ＧＣ分析等に使用している間は、ネブライザー等により霧化された溶液試料を誘導結合プラズマに導入することはできない。このため溶液分析が必要な場合は、ＧＣ分析終了後に、インジェクターチューブに収容されている、気体状分子をキャリアガスと一緒に流すためのキャピラリーチューブを取り外し、或いはさらにメイクアップガスを流すためのメイクアップガスチューブを取り外してから、溶液分析を行わねばならなかった。
【特許文献１】特開２００４−１５８３１４号公報
【非特許文献１】A. W. Kim, M. E. Foulkes, L. Ebdon, S. J.Hill, R. L. Patience, A. G. Barwise, S. J. Rowland: J. Anal. At. Spectrom., 7,11471149 (1992).のFig.１
【非特許文献２】L. Ebdon, E. H. Evans, W. G. Pretorius,S. J. Rowland: J. Anal. At. Spectrom., 9, 939943 (1994).のFig.１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように取り外しが必要になる場合や、また逆に取り付けを行う場合は、それらに伴う操作条件の再チューニングが必要となるが、これには時間と労力を要する。そのため特許文献１で提案されるガイドを使用したとしても、ＧＣ分析等と溶液分析のために実質的に２台の誘導結合プラズマ質量分析装置が必要という結果になりかねない。そこで本発明は、インジェクターチューブに収容されている、気体状分子をキャリアガスと一緒に流すためのキャピラリーチューブや、メイクアップガスを流すためのメイクアップガスチューブを取り外すことなく、ＧＣ分析等と溶液分析とを同一のトーチで実現することが可能な誘導結合プラズマトーチを提供することにより、このような不具合を解決することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、誘導結合プラズマトーチのインジェクターチューブを二重構造として、霧化された溶液試料やドライエアロゾル試料を誘導結合プラズマに導入するための外側インジェクターチューブと、気体状分子を誘導結合プラズマにメイクアップガスと共に導入するための内側インジェクターチューブとから構成することによって解決される。外側インジェクターチューブと内側インジェクターチューブは同心状に一体的に配置され、内側インジェクターチューブの内部には、気体状分子をキャリアガスと一緒に流すためのキャピラリーチューブが延びる。また内側インジェクターチューブは、メイクアップガスのための流路をも提供する。
【０００６】
即ち、本発明の主たる構成上の特徴は、誘導結合プラズマトーチが、内側インジェクターチューブの外側に試料導入のための外側インジェクターチューブを一体的に備えることにある。気体状の試料を導入する際には、試料は、内側インジェクターチューブ内に設けられるキャピラリーチューブを介して導入される。この場合、キャピラリーチューブから導入される試料ガスとキャリアガスとは、メイクアップガスと共に内側インジェクターチューブの細径の先端部分から外側インジェクターチューブの細径の先端部分を通過して、誘導結合プラズマが発生するトーチ先端部へと導入される。一方、一般的な霧化された溶液試料或はレーザーアブレーション試料導入の場合のようなドライエアロゾル試料を導入する際には、試料は、外側インジェクターチューブを介して導入される。この場合、外側インジェクターチューブから導入される試料エアロゾル及びネブライザーガスは、内側インジェクターチューブの外側を導かれ、外側インジェクターチューブの細径の先端部分を通過して、誘導結合プラズマが発生しているトーチ先端部へと導入される。これにより、本発明の誘導結合プラズマトーチは、気体状試料及びエアロゾル試料のそれぞれの分析に際して、トーチの部品を交換することなく使用できるという利点を有する。
内側インジェクターチューブは円筒状の本体部分とこれに続く先端部分からなり、この先端部分の内径は本体部分の内径より小さい。例えば先端部分は、内径が漸減していく円錐状のテーパ部分と、この円錐状テーパ部分の頂上付近から円筒状をなして軸方向に延びる小内径部分からなることができる。キャピラリーチューブは短くとも、内側インジェクターチューブの先端部分まで延伸しているのが好ましい。小内径部分の直径は少なくとも１．５ｍｍ以下、長さは２〜１０ｍｍ程度である。
外側インジェクターチューブも円筒状の本体部分とこれに続く先端部分からなる。外側インジェクターチューブは、その基底部に枝管を有し、ネブライザー等で霧化された溶液試料、或いはレーザーアブレーション等により生成されたドライエアロゾル試料はこの枝管から、各々ネブライザーガス或いはキャリアガスによって基底部に導入され、外側インジェクターチューブと内側インジェクターチューブの間を通過して、外側インジェクターチューブの先端部分に運ばれる。外側インジェクターチューブの先端部分は、本体部分の内径よりも小さな径の筒状内側部分を有し、本体部分と筒状内側部分の間はテーパ状に、すなわち内径が漸減する円錐状に形成することができる。このとき外側インジェクターチューブ先端部分の筒状内側部分の内径は、内側インジェクターチューブの先端部分の小内径部分以上であるのが好ましい。より具体的には少なくとも２．５ｍｍ以下、長さが３〜１０ｍｍであるように形成されていることが好ましい。この形状によってネブライザーガス或いはキャリアガスは誘導結合プラズマ中心部に導入される。
内側インジェクターチューブの先端部分は、この筒状内側部分の近傍に位置することが好ましい。即ち試料注入方向で見て、内側インジェクターチューブの先端部分は筒状内側部分よりも軸方向に数ｍｍ程度、好ましくは２〜５ｍｍ程度手前に配置されるのが好適である。このとき、内側インジェクターチューブの先端部分の外側は、外側インジェクターチューブの先端部分のテーパ状の内側部分と対面し、相似形の輪郭をなすのが好ましい。またキャピラリーチューブの先端は、筒状内側部分の内部又はその近傍に位置するように配置される。通常、これはキャピラリーチューブの先端を、筒状内側部分の軸方向数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度手前（入口側）から、筒状内側部分の内部を通り、ほぼ出口の位置（外側インジェクターチューブの先端）までの間に配置することを意味する。
内側インジェクターチューブは先端部分近傍において、キャピラリーチューブを同心に保持するためのガイドを含む。このガイドは例えば円柱状に構成され、キャピラリーチューブを通過させて内側インジェクターチューブと同心に保持する貫通孔と、メイクアップガスを通過させるための、Ｕ字形又はＶ字形の断面を有して軸方向に延びる通過溝又は通過孔を有する。この構成により、キャピラリーチューブは内側インジェクターチューブに同心に固定され、かつメイクアップガスは内側インジェクターチューブの先端に向かってスムーズに流れる。内側インジェクターチューブの先端から流れ出したメイクアップガスは、さらに外側インジェクターチューブの先端に向かって流れ、誘導結合プラズマの中心部に導入される。このような構成により、キャピラリーチューブは内側インジェクターチューブと同心に安定的に保持される。また内側インジェクターチューブは外側インジェクターチューブ内に同心に配置されているため、キャピラリーチューブは外側インジェクターチューブとも同心に保持される。
メイクアップガスは、メイクアップガスチューブを通して流すことができ、この場合にメイクアップガスチューブは内側インジェクターチューブの本体部分と同心に挿通配置され、従ってキャピラリーチューブがメイクアップガスチューブの内部に同心に延びることになる。このときガイドは、メイクアップガスチューブと内側インジェクターチューブの間に配置できる。例えばガイドは、メイクアップガスチューブ先端と内側インジェクターチューブの先端部分の間において、単に内側インジェクターチューブに保持される状態で配置することも、あるいはメイクアップチューブの先端又は内側インジェクターチューブの先端部分に融着させて配置することもできる。
【０００７】
メイクアップガスを高温に保持するため、保温パイプを内側インジェクターチューブ内に同心に設けることができ、この場合には、メイクアップガスチューブが保温パイプ内に同心に設けられる。保温パイプ（加熱手段）は、ヒータ線及び温度センサーと、それに加えて必要に応じて保温材又は充填材を用いて構成することができる。保温材としては、セラミックパウダーやガラスビーズ或いは金属線を短く切ったもの等を使用することができる。代替的には、保温パイプをヒートパイプから構成することができ、この場合には、ヒートパイプの中心を通過する貫通穴をメイクアップガスチューブが通過するように、又はその貫通穴自体がメイクアップガスチューブとして作用するように構成することができる。このようにキャピラリーチューブ及びメイクアップガスチューブを保温パイプに一体的に設けて、内側インジェクターチューブ内に配置することにより、例えば室温から４００℃の高温領域までの温度範囲で、高沸点気体状分子を凝縮させることなく、誘導結合プラズマに搬送することが可能となる。
【０００８】
ガイドのメイクアップガスチューブに対向する軸方向端面及び／又は、メイクアップガスチューブ或いは保温パイプのガイドに対向する軸方向端面にも、メイクアップガスの流路を設けることができる。この流路は例えば、ガイドのメイクアップガスチューブに対向する軸方向端面及び／又は、メイクアップガスチューブ或いは保温パイプのガイドに対向する軸方向端面に、突起部又は溝部を設けることにより形成される。このように構成することによって、メイクアップガスチューブ又は保温パイプとガイドの接する面同士が周方向全体にわたって密着することがなく、メイクアップガスチューブ又は保温パイプとガイドとの間にメイクアップガスをスムーズに流すことが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガスクロマトグラフ等から発せられる気体状分子を誘導結合プラズマに導入できるよう設置された内側インジェクターチューブと、霧化された溶液試料等を誘導結合プラズマに導入するための外側インジェクターチューブとを同心に設置することにより、ＧＣ分析等と溶液分析を同一の誘導結合プラズマトーチで切り換えて選択的に実現することが可能になる。またこれによって、ＧＣ分析時の誘導結合プラズマ質量分析装置の操作条件の最適化を溶液試料で行うことが可能となるため、Ｘｅ／Ａｒガスなどの最適化のためのガスボンベが不要となる。さらに副次的な効果として、霧化された溶液試料が外側インジェクターチューブを通過する際に内側インジェクターチューブからの伝熱により加熱され、ドライエアロゾルと溶媒蒸気に分離される結果、誘導結合プラズマ質量分析法において酸化物イオンの干渉を低下させ、また粒径の微小化、均一化により感度及び精度の向上を図れるといった利点を得ることができる。誘導結合プラズマ質量分析装置における本発明の使用例を図３に概略的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。図１は本発明の誘導結合プラズマトーチの一実施例を示す図であり、図１（ａ）は誘導結合プラズマトーチ全体を、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面を、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。図１（ａ）において、霧化された溶液試料等をネブライザーガスによってプラズマに導入するための外側インジェクターチューブ１１の中には、ＧＣ等から供給される気体状分子をプラズマに導入するための内側インジェクターチューブ１２が同心且つ一体的に設けられている。内側インジェクターチューブ１２の中には、アルゴン（Ａｒ）ガス等のメイクアップガスを流すための金属製メイクアップガスチューブ３が設けられ、そのさらに内側には、分析されるべき試料の気体状分子を導入するためのキャピラリーチューブ４が設けられている。ここに示す実施例では、メイクアップガスチューブ３及びキャピラリーチューブ４は、ヒーター線１、温度センサー２及び保温材１６から構成されている保温パイプ内に収容され、パイプ自体は金属材料より構成されている。この金属製パイプの両端は金属製栓５、８により閉じられ、メイクアップガスチューブ３及びキャピラリーチューブ４と、保温パイプは一体化されている。代替的には、栓をする代わりに銀ろう又は耐熱性のあるセラミック接着剤等で、金属製パイプの端面をふさぐことができる。この一体化されたメイクアップガスチューブ３及びキャピラリーチューブ４と、保温パイプは、誘導結合プラズマトーチの内側インジェクターチューブ１２の本体部分に同心に挿入され、かつコネクター付きのボールジョイント１３を利用して内側インジェクターチューブと結合されている。金属製栓５の端面、すなわちメイクアップガスチューブ３の先端には、円柱状のガイド１７が内側インジェクターチューブ１２と同心になるように保持、配置されている。
【００１１】
キャピラリーチューブ４はその先端が、外側インジェクターチューブ１１の筒状内側部分の近傍に、即ち試料導入方向で見て軸方向手前数ｍｍのところに位置している。この先端はさらに進んで、筒状内側部分の内部に配置されていてもよいが、図示のように内側インジェクターチューブの先端部分が筒状内側部分の近傍、即ち数ｍｍ離れた位置に配置されるのが望ましいことから、多くの場合、キャピラリーチューブの先端は内側インジェクターチューブの先端部分まで達することになる。一般的に好ましくは、キャピラリーチューブの先端は、内側インジェクターチューブの先端部分から外側インジェクターチューブの筒状内側部分の半分までの間の範囲内に位置するであろう。外側インジェクターチューブの先端部分の内面と内側インジェクターチューブの先端部分の外面は、相似的な輪郭をなして間に一様な流路を形成することが好ましい。
【００１２】
ガイド１７は、内側インジェクターチューブ１２、さらには外側インジェクターチューブ１１と同心となるように、キャピラリーチューブ４をその中心の貫通孔に保持している。またガイド１７には、メイクアップガスを流すための軸方向に貫通する通過溝２１が設けられていると共に、メイクアップガスの流れを妨げることがないように突起部２０が、メイクアップガスチューブ３と対向する端面に設けられている。この構成により、メイクアップガスチューブ３内を流れてきたメイクアップガスは、ガイド１７の外周部の通過溝２１を通過し、内側インジェクターチューブ１２の先端部分において、キャピラリーチューブ４内を流れてきたキャリアガスと合流し、或いは外側インジェクターチューブ１１の先端部分１８において、外側インジェクターチューブ１１内を流れてきたネブライザーガスと合流し、層流としてスムーズに誘導結合プラズマの中心部に導入される。このとき層流を安定化するために、外側インジェクターチューブ１１の先端部分の筒状内側部分は、同じ径で３ｍｍから１０ｍｍ程度にわたって延びることが望ましい。またこの実施例では、内側インジェクターチューブ１２の先端部分のガイド１７に対向する側の端面は、切頭円錐形状に形成されている。
【００１３】
ガイド１７は、耐熱性に優れかつ熱伝導性が良い材料、例えば石英ガラス、金属、セラミックス等製造される。金属製パイプや金属製栓の材料としてはステンレス鋼を挙げることができるが、耐熱性があり非腐食性のものであれば他の金属又はセラミックスを使用することもできる。キャピラリーチューブ４としては、ガスクロマトグラフで利用される内面が不活性化されたシリカキャピラリーやステンレス鋼キャピラリーが使用されるが、内面が不活性化されたものであれば他の材質のものを同様に使用することができる。なお本実施例では、金属製パイプは、金属製パイプ６及び７からなり、これらを溶接することにより一本のパイプとして形成されているが、溶接する必要のない一体のパイプを使用することもできる。
【００１４】
図１（ｂ）は、金属製パイプ７内にヒーター線１、温度センサー２及び保温材１６が収容され、さらに金属製パイプ７と同心にメイクアップガスチューブ３及びキャピラリーチューブ４が配置されている状態を示している。図１（ｃ）は、内側インジェクターチューブ１２が外側インジェクターチューブ１１と同心に設置されている状態を示している。またガイド１７の外側表面と内側インジェクターチューブ１２の内側表面が通過溝２１以外の部分で密着し、内側表面がキャピラリーチューブ４の外側表面と密着している様子を示している。
【００１５】
上記のように構成された誘導結合プラズマトーチの作用を以下に説明する。ヒーター線１は電気抵抗加熱により熱を供給する働きをし、温度センサー２により測定された温度と設定温度の差はヒーター線１に供給される電流の調整に用いられる。金属製パイプ６、７は、温度センサーと保温材１６を収容し、その内部の温度を均一に保つ。金属製栓５、８は、保温材１６が金属製パイプから脱落しないように金属製パイプのそれぞれの端部に設けられている。コネクター付きのボールジョイント１３は、金属製パイプを内側インジェクターチューブ１２に対して位置が調整可能となるように結合し、外部の空気が誘導結合プラズマトーチの内側インジェクターチューブ１２に浸入することを防ぐ。ＧＣやパイロライザー或いはＴＧ等の高温源から発せられた高沸点気体状分子と、この高沸点気体状分子を誘導結合プラズマに運ぶためのヘリウム（Ｈｅ）ガス等のキャリアガスは、キャピラリーチューブ４を通り図１（ａ）中で右方向へ、誘導結合プラズマの方へ導入される。メイクアップガスは、キャピラリーチューブ４を破損しないよう保護する機能を併せ持つ金属製のメイクアップガスチューブ３内を通過し、ガイド１７の通過溝２１を介して、さらに内側インジェクターチューブ１２、外側インジェクターチューブ１１の筒状内側部分を通って図中で右方向に案内される。これらの配置は、ガスを層流として外側インジェクターチューブの中心を進むように作用させる効果がある。
【００１６】
メイクアップガスは、基本的には試料、ＧＣのキャリアガス、ネブライザーガス、トータルのインジェクターガスの流量調節用として作用し、さらに保温パイプを備えている場合は熱を試料ガスに伝える媒体の作用もする。上記のように、本発明によれば同一の誘導結合プラズマトーチを用いてＧＣ分析等と溶液分析とを切り換えて選択的に行うことができる利点があるが、溶液分析は行わずＧＣ分析等のみを行う場合に、ネブライザーガスを流したままにしておくことも可能である。また逆に、ＧＣ分析等を行わず溶液分析のみを行う場合に、メイクアップガスチューブ３内のメイクアップガスだけでなく、ＧＣのキャリアガスを流したままにしておくことも可能である。
【００１７】
ガイド１７は、キャピラリーチューブ４を内側インジェクターチューブ１２の先端部分の中心軸上に保持する機能を有するが、同時にメイクアップガスを通過溝２１を介して流す機能も有する。この実施例では、内側インジェクターチューブ１２の先端部分は内側インジェクターチューブ１２の本体よりも内径が細くなっており、メイクアップガスの流速を高めメイクアップガスやキャリアガスを誘導結合プラズマ中心部に効率よく導入する機能を有し、同時にガイド１７がメイクアップガスに押されて図中で右方向に移動しないようガイド１７の位置を固定する機能も有する。また突起部２０は、ガイド１７がメイクアップガスチューブ３の出口を塞いでメイクアップガスの流れを妨げることを防止するように機能している。
【００１８】
本発明の構成による主たる特徴的な作用は、外側インジェクターチューブの使用に関する。外側インジェクターチューブ１１の基底部にあるネブライザーガス用枝管２２は、ネブライザー等で霧化された溶液試料、或いはレーザーアブレーション等により生成されたドライエアロゾル試料を運ぶためのネブライザーガス或いはキャリアガスを外側インジェクターチューブ１１内に導入する。外側インジェクターチューブ１１の本体部分１９は、ネブライザーガス或いはキャリアガスを先端部分１８に運ぶ機能を有している。外側インジェクターチューブ１１の先端部分１８は本体部分１９から内径が漸減する円錐状部分とその先端の筒状内側部分を有し、筒状内側部分の内径は、外側インジェクターチューブ１１の本体部分１９の内径より小さく形成されている。この形状は、ネブライザーガス或いはキャリアガスを誘導結合プラズマの中心部に効率よく導入するように機能している。
【実施例】
【００１９】
さらに、本発明をより具体的な例により詳細に説明する。気体状分子を導入するためのキャピラリーチューブ４として、ガスクロマトグラフで使用されている内面を不活性化した内径が０．３２ｍｍ、外径が約０．５ｍｍのシリカキャピラリーを使用する。メイクアップガスチューブ３として、外径１．５９ｍｍ、内径１．００ｍｍのステンレス鋼チューブを使用する。メイクアップガスチューブ３の一端は、コネクター１４により高温源からの金属製チューブ１５と接続される。この接続部分において、高沸点化合物の凝縮が起こらないように従来公知の方法により加熱、保温することは当然のことである。メイクアップガスチューブ３を、ヒーター線１と温度センサー２と一緒に金属製パイプ（金属製パイプ６、７を溶接して一本のパイプにしたもの）に納め、かつ金属製パイプ内部の隙間部分に、熱を均一に伝えるための保温材１６を充填する。保温材が金属製パイプから脱落することがないように金属製栓５、８を嵌め込む。金属製パイプ６及び７としてはそれぞれ、外径３．４０ｍｍで内径２．８４ｍｍ、及び外径６．３５ｍｍで内径４．７５ｍｍのステンレス鋼パイプを使用する。
【００２０】
金属製パイプ７は、コネクター１３により誘導結合プラズマトーチと結合され、コネクター１３のネジ部（コネクター１３の図１（ａ）中で左側の部分）により金属製パイプの内側インジェクターチューブ１２内での軸方向の位置を調節することができる。またコネクター１３のボールジョイント部（コネクター１３の図１（ａ）中で右側の部分）により金属製パイプが内側インジェクターチューブ１２と平行になるように角度の調整を行うことができる。
【００２１】
図２（ａ）は、本発明の誘導結合プラズマトーチの四重管構造部の形状を模式的に示している。本発明の内側インジェクターチューブと外側インジェクターチューブはそれぞれ、四重管のうちの最も内側と二番目の管を構成する。最も外側及び外側から二番目の管の機能は、当業者には周知である。
図２（ｂ）は、本発明の内側インジェクターチューブ１２、外側インジェクターチューブ１１、キャピラリーチューブ４の形状及び位置関係をより具体的に示している。図２（ｂ）に示すように、ガイド１７としては、中心部の貫通孔の直径が約０．５ｍｍ、外径が４．０ｍｍ、長さが５．０ｍｍの石英ガラス管を使用することができる。ガイド１７の内径は、キャピラリーチューブ４の外径（約０．５ｍｍ）とほぼ等しく、ガイド１７の外径は、内側インジェクターチューブ１２の本体部分の内径（４．０ｍｍ）とほぼ等しい。
【００２２】
内側インジェクターチューブ１２の先端部分は、図２（ｂ）に示すように、例えば先端部分の長さ２．０ｍｍの部分を、内径を１．０ｍｍとし、それに連続する長さ３．０ｍｍの部分をテーパー状、切頭円錐形状にして内径を４．０ｍｍにまで広げ、本体と接続する構造とすることができる。ガイド１７の金属製栓５に対向する端面には突起部２０が設けられ、メイクアップガスの流路を確保している。
【００２３】
ガイド１７と、メイクアップガスチューブ３を納めた金属製パイプと、キャピラリーチューブ４を内側インジェクターチューブ１２に配置するには、ガイド１７と金属製パイプを順次内側インジェクターチューブ１２に挿入し、その後キャピラリーチューブ４をガイド１７の中心部の貫通孔に挿入する。キャピラリーチューブ４の先端位置に応じて、誘導結合プラズマ質量分析法や誘導結合プラズマ発光分析法で得られる感度は変動するため、先端位置を観測しながら最適な位置に調整できるように、内側インジェクターチューブ１２及び外側インジェクターチューブ１１の先端部分は、例えば石英ガラスのような光学的に透明な材料から形成されていることが望ましい。なお位置を観測せずに調整することも可能であり、その場合には不透明な材質を使用することができる。
【００２４】
外側インジェクターチューブ１１の先端部分１８は、図２（ｂ）に示すように、例えば先端部分の長さ７．０ｍｍの部分を、内径を１．５ｍｍの筒状内側部分とし、それに連続する長さ５．０ｍｍの部分をテーパー状、切頭円錐形状にして内径を８．０ｍｍにまで広げ、本体部分と接続する構造とすることができる。先端部分の長さ７．０ｍｍの部分の外径は、通常の溶液分析で用いられる誘導結合プラズマトーチと同じ約４ｍｍとすることができる。もちろん、誘導結合プラズマが安定に維持できるものであれば、他の形状、他の寸法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は本発明の誘導結合プラズマトーチ全体の軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の誘導結合プラズマトーチの四重管構造部の概略形状を示す説明図。（ｂ）は本発明の内側インジェクターチューブ、外側インジェクターチューブ、キャピラリーチューブの形状及び位置関係を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明の誘導結合プラズマトーチを取り付けた誘導結合プラズマ質量分析装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ヒーター線
２  温度センサー
３  メイクアップガスチューブ
４  キャピラリーチューブ
５，８  金属製栓
６，７  金属製パイプ
９  誘導結合プラズマトーチの最外管
１０  誘導結合プラズマトーチの外側から２番目の管
１１  外側インジェクターチューブ
１２  内側インジェクターチューブ
１３  ボールジョイント付きコネクター
１４  コネクター
１５  高温源からの金属製チューブ
１６  保温材
１７  ガイド
１８  外側インジェクターチューブの先端部分
１９  外側インジェクターチューブ本体部分
２０  突起部
２１  通過溝
２２  ネブライザーガス用枝管
２３  補助ガス用枝管
２４  プラズマガス用枝管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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