(57)【要約】【課題】簡易な方法で、高濃度のマトリクスを含む試料溶液中の微量元素の高精度な分析を可能にする誘導結合プラズマ質量分析方法を提供する。【解決手段】誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、プラズマ出力を６００Ｗ以上、８００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍＬ／分、メイクアップガス流量０．６ｍＬ／分以上、０．９５ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｒｂ，Ｃｓの測定を行うことを特徴とする。【選択図】図３
2018165625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、
プラズマ出力を６００Ｗ以上、８００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍＬ／分、メイクアップガス流量０．６ｍＬ／分以上、０．９５ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｒｂ，Ｃｓを含む元素の測定を行うことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析方法。
【請求項２】
誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、
プラズマ出力を１２００Ｗ以上、１６００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ８ｍｍ以上、１０ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍＬ／分、メイクアップガス流量０．５５ｍＬ／分以上、０．８ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｂｅ，Ｖ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｔｅ，Ｂａ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｓを含む元素の測定を行うことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析方法。
【請求項３】
誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、
プラズマ出力を８００Ｗ以上、１０００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ８ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍＬ／分、メイクアップガス流量０．１ｍＬ／分以上、０．４ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｂ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｖ，Ｇｅ,Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｔｈ，Ｕ、およびランタノイドを含む元素の測定を行うことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析方法。
【請求項４】
誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、
プラズマ出力を６００Ｗ以上、８００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍＬ／分、メイクアップガス流量０．４５ｍＬ／分以上、０．７５ｍＬ／分以下の測定条件で、ＰをＰＯの化合物イオンとして測定を行うことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析方法。
【請求項５】
前記試料溶液は、前記マトリクスとしてタングステンを０．１質量％以上含むことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の誘導結合プラズマ質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、高濃度のマトリクスを含む試料溶液を高精度に分析することを可能にする誘導結合プラズマ質量分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導結合プラズマを用いた質量分析方法（以下、ＩＣＰ−ＭＳと称することがある）は、質量分析計に導入するイオン化源として誘導結合プラズマを用いたものであり、現在知られている元素の分析方法の中でも、最も高感度に定量、定性分析が可能な分析方法の１つである。
【０００３】
ＩＣＰ−ＭＳは、アルゴンなどのキャリアガス中に試料溶液を噴霧して試料を含むミストを生成し、プラズマ装置によって構成成分を熱励起によりイオン化する。そして、イオン化された分析対象成分を含む構成成分を、円錐状の金属先端に細孔を有するサンプラーによって、真空状態の質量分析部に導入する。質量分析部は、集束レンズ、二重収束型質量分離部や四重極フィルターなどの質量分離装置、および検出器を備え、電気量として質量数に応じたイオンを計測する。この電気量と試料の濃度との関係より、試料溶液中の目的成分の定量を行う（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
こうしたＩＣＰ−ＭＳを用いた分析においては、高濃度のマトリクス（共存主要元素）を含む試料溶液を導入した場合、分析を繰り返す度に検出感度が徐々に低下するという課題がある。また、試料溶液の分析を繰り返すことによって、試料の経路上に分析対象元素が蓄積し、分析精度が低下するという課題もある。特に、マトリクスとして高濃度（例えば０．１質量％以上）のタングステンを含む試料溶液を用いる場合、他の分析対象元素の分析精度の低下が大きいことが知られている。更に、元素の種類によって感度低下の傾向が異なる現象もみられる。このため、内標準補正を用いて分析感度の補正を行うことも難しい。
【０００５】
従来、ＩＣＰ−ＭＳを用いた試料の繰り返し分析による感度低下を防止するために、揮散分離、溶媒抽出、沈殿分離、イオン交換などの方法によって、マトリクスを除去していた。また、試料溶液自体の希釈操作や、分析装置内で希ガス等によって試料ミスト生成量を低下させ、マトリクス負荷量を低下させる(ガス希釈)などを行うことによって、元素の蓄積量を少なくさせることなども行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９０３５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高濃度のマトリクス（共存主要元素）を含む試料溶液をＩＣＰ−ＭＳによって分析する際に、上述したような従来の方法によってマトリクスを除去または希釈する場合、試料溶液が汚染されるリスクが高いこと、検出下限の十分な低減ができないこと、および分析に長時間を要することなど、様々な課題があった。
【０００８】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、簡易な方法で、高濃度のマトリクスを含む試料溶液中の微量元素の高精度な分析を可能にする誘導結合プラズマ質量分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法は、誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、プラズマ出力を６００Ｗ以上、８００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍL／分、メイクアップガス流量０．６ｍＬ／分以上、０．９５ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｒｂ，Ｃｓを含む元素の測定を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、分析対象元素ごとに設定された分析条件に従って分析を行うことにより、マトリクス濃度が０．１質量％以上の高濃度のマトリクスを含む試料溶液であっても、非スペクトル干渉による検出精度の低下を防止して、ＩＣＰ−ＭＳによる高精度な分析を行うことが可能になる。分析に先立って揮散分離、溶媒抽出、沈殿分離、イオン交換などの方法によって予めマトリクスを除去するなどの手間の掛かり試料を汚染するおそれがある手順が不要であり、分析対象元素ごとに分析条件を設定するだけで、高濃度のマトリクスを含む試料溶液の高精度な分析を容易に行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法は、誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、プラズマ出力を１２００Ｗ以上、１６００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ８ｍｍ以上、１０ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍL／分、メイクアップガス流量０．５５ｍＬ／分以上、０．８ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｂｅ，Ｖ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｔｅ，Ｂａ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｓを含む元素の測定を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法は、誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、プラズマ出力を８００Ｗ以上、１０００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ８ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍL／分、メイクアップガス流量０．１ｍＬ／分以上、０．４ｍＬ／分以下の測定条件で、Ｂ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｖ，Ｇｅ,Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｔｈ，Ｕ、およびランタノイドを含む元素の測定を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法は、誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて、マトリクス濃度が０．１質量％以上の試料溶液の分析を行う誘導結合プラズマ質量分析方法であって、プラズマ出力を６００Ｗ以上、８００Ｗ以下の範囲、サンプリング深さ１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下、キャリアーガス流量０．７ｍL／分、メイクアップガス流量０．４５ｍＬ／分以上、０．７５ｍＬ／分以下の測定条件で、ＰをＰＯの化合物イオンとして測定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、前記試料溶液は、前記マトリクスとしてタングステンを０．１質量％以上含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法によれば、簡易な方法で、高濃度のマトリクスを含む試料溶液中の微量元素の高精度な分析を可能にする誘導結合プラズマ質量分析方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の微量元素分析方法に用いることが可能な誘導結合プラズマ質量分析装置の一例を示す構成図である。
【図２】誘導結合プラズマ質量分析装置のプラズマトーチおよびサンプラーを示す断面図である。
【図３】本発明の検証例を示すグラフである。
【図４】本発明の検証例を示すグラフである。
【図５】本発明の検証例を示すグラフである。
【図６】本発明の検証例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（誘導結合プラズマ質量分析装置）
まず最初に、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法に用いることが可能な誘導結合プラズマ質量分析装置の一例について説明する。
図１は、誘導結合プラズマ質量分析装置の一例を示す構成図である。
誘導結合プラズマ質量分析装置１０は、試料溶液導入部１１と、ＩＣＰ生成部１２と、質量分離部１３と、ＩＣＰ生成部１２および質量分離部１３の間に配されたサンプラー１４と、を備えている。
【００１８】
試料溶液導入部１１は、試料溶液テーブル２１、給液ポンプ２２、噴霧器２３、スプレーチャンバー２４、キャリアガス供給部２５、添加ガス供給部２６、およびこれらを接続する複数の配管２７から構成されている。
試料溶液テーブル２１は、容器に収容された複数種類の試料溶液Ｒを保持可能であり、任意の試料溶液Ｒに対して吸引管２８を導入する。
【００１９】
給液ポンプ２２は、試料溶液Ｒに挿入された吸引管２８を介して試料溶液Ｒを吸引し、噴霧器２３に供給する。給液ポンプ２２としては、ペリスタルティックポンプ、シリンジポンプなどを用いることができる。
【００２０】
噴霧器２３には、試料溶液Ｒと、この試料溶液Ｒのエアロゾル生成のためのキャリアガスがキャリアガス供給部２５から供給される。キャリアガスとしては、不活性ガスが好ましく用いられ、本実施形態では、アルゴンガスが用いられる。噴霧器２３は、試料溶液Ｒをエアロゾル化する。このエアロゾル化された試料溶液Ｒ（以下、試料ミストと称することがある）は、キャリアガス流によって運ばれ、ＩＣＰ生成部１２に導入される。なお、ＩＣＰ生成部１２に導入される試料ミストおよびキャリアガスの混合体をメイクアップガスと称する。
【００２１】
噴霧器２３は、その先端部分が、スプレーチャンバー２４内に露出するように配置される。スプレーチャンバー２４は、試料ミストの液滴が巡回することのできる筒状壁を備える。試料ミストは、キャリアガス流とともにメイクアップガスとしてＩＣＰ生成部１２に供給される。一方、比較的大径の液滴は、スプレーチャンバー２４の底部に接続された排液ドレン２９から排出される。
【００２２】
スプレーチャンバー２４とＩＣＰ生成部１２との間には、試料ミストに対して添加ガスを導入する添加ガス供給部２６が接続される。添加ガス供給部２６から供給される添加ガスは、例えば、アルゴンガスが用いられる。
【００２３】
ＩＣＰ生成部１２は、プラズマトーチ３１、およびプラズマガス供給部３９から構成される。
図２は、プラズマトーチおよびサンプラーの一例を示す断面図である。プラズマトーチ３１は、一端が開放面３２ａとされたプラズマ発生筒３２、プラズマ発生筒３２に接続される試料ミスト導入部３３、およびプラズマガス導入部３４、および高周波誘導コイル３５を備えている。なお、プラズマ発生筒３２の外周には、このプラズマ発生筒３２を冷却するための冷却ガスを流す冷却ガス流路（図示略）が更に形成されていてもよい。
【００２４】
プラズマ発生筒３２は円筒形の部材であり、その内部がアルゴンと試料溶液を構成する元素のプラズマを発生させるプラズマ発生室３６とされる。
試料ミスト導入部３３は、スプレーチャンバー２４から供給される試料ミストをプラズマ発生室３６に導入する。
【００２５】
プラズマガス導入部３４は、一端がプラズマガス供給部３９（図１参照）に接続され、このプラズマガス導入部３４からプラズマ発生室３６にプラズマガスが導入される。プラズマガスとしては、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスが用いられる。本実施形態では、プラズマガスとしてアルゴンガスを用いている。
【００２６】
高周波誘導コイル３５は、プラズマ発生筒３２の外周面に沿って巻回された導体であり、プラズマ発生室３６にプラズマ２を発生するためのエネルギーである高周波電流が印加される。プラズマ発生室３６にプラズマガスが導入された状態で高周波誘導コイル３５に高周波電流を印加することによって、プラズマ２を点火状態にすることができる。
【００２７】
その後、試料溶液Ｒの分析のために、試料ミスト導入部３３から試料ミストが導入される。これによって、試料溶液を構成する各元素は、プラズマ２内でイオン化される。プラズマ２はプラズマ発生筒３２の開放面３２ａからサンプラー１４に向けて放出される。これらはプラズマトーチ移動装置４３に支持されている。
【００２８】
プラズマトーチ移動装置４３は、ユニット化された高周波誘導コイル３５、プラズマ発生筒３２を水平方向に移動させる。これによって、プラズマ発生筒３２の開放面３２ａと、サンプラー１４を構成するサンプリングコーン４１との間隔を接近させたり離間させたりすることで、後述するサンプリング深さＤを任意の深さに可変できる。
【００２９】
サンプラー１４は、サンプリングコーン４１と、スキマコーン４２とから構成されている。サンプリングコーン４１は円錐状部材であり、円錐の先端部の位置に開口４１ａが形成されている。スキマコーン４２は、サンプリングコーン４１よりも小径の円錐状部材であり、その一部はサンプリングコーン４１と重なるように配置されている。スキマコーン４２には、円錐の先端部の位置に、サンプリングコーン４１の開口４１ａと同軸上で重なるように開口４２ａが形成されている。
【００３０】
なお、プラズマトーチ３１とサンプリングコーン４１の開口４１ａとの間隔は、一般的にサンプリング深さと称する。こうしたサンプリング深さＤは、正確には、サンプリングコーン４１の開口４１ａの位置と、高周波誘導コイル３５のサンプラー１４側の最外周の端部位置との間隔である。
【００３１】
一般的には、サンプリング深さＤが小さければ、サンプリングコーン４１の開口４１ａとスキマコーン４２の開口４２ａとを通過するイオンの量が多くなり、逆にサンプリング深さＤが大きければ、通過するイオン量は減少する傾向にある。従って、プラズマトーチ３１とサンプリングコーン４１との間隔を示すサンプリング深さＤを調節することにより、サンプラー１４を通過するイオン数を変更することができる。
【００３２】
また、プラズマは温度分布を有しており、サンプリング深さＤを変化させるとサンプリングコーン４１の開口４１ａに密着するプラズマの温度領域を制御することが出来る。すなわち、測定対象とする元素のイオン化ポテンシャルに合致したサンプリング深さＤを設定することにより、最適なイオン化効率を得る温度領域を選択して分析が可能である。
【００３３】
再び図１を参照して、質量分離部１３は、集束レンズ５１、質量分離装置５２、および検出装置５３から構成されている。
集束レンズ５１は、サンプラー１４を透過したイオンを質量分離装置５２に向けて集束させる。集束レンズ５１としては、イオンレンズが用いられる。
【００３４】
質量分離装置５２は、集束レンズ５１を介して導入されたイオンを質量電荷比に応じて分離する。質量分離装置５２としては、四重極型分離装置や、磁場偏向型分離装置、イオントラップ型分離装置などを用いることができる。このうち、四重極型分離装置は、イオンを４本の電極内に通し、それぞれの電極に高周波電流を印加することによってイオンに摂動を加え、特定のイオンだけを透過させる。イオンが４本の電極内を透過する際に、それぞれの電極の電圧値を変化させることによって、通過可能なイオンの質量電荷比が変化し、マススペクトルを得ることができる。本実施形態では、質量分離装置５２として、四重極型分離装置を用いている。
【００３５】
検出装置５３は、質量分離装置５２において質量電荷比ごとに分離されたイオンを検出する。検出装置５３としては、例えば、電子増倍管、マイクロチャンネルプレートなどを用いることができる。こうした検出装置は、質量分離装置５２を透過したイオンを増感させて検出する。
【００３６】
なお、サンプラー１４から質量分離部１３までは、真空ポンプ（図示略）によって減圧環境にする。例えば、大気圧環境にあるＩＣＰ生成部１２から、真空度が１×１０−６ｍｂａｒ程度の検出装置５３に向かって、圧力が漸減していくように構成する。
【００３７】
（誘導結合プラズマ質量分析方法）
以上のような構成の誘導結合プラズマ質量分析装置を用いた、本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法を説明する。
本発明に好適な試料溶液としては、高濃度のマトリクス（共存主要元素）を含むものが挙げられる。例えば、０．１重量％以上のＭｏ，Ｔｉ，Ｗをマトリクスとして含む試料溶液である。こうしたＭｏ，Ｔｉ，Ｗなどの元素は重たい金属であるために、マトリクスとして高濃度（０．１質量％以上）に含まれると、他の分析対象元素を感度抑制効果によって抑え込んで、非スペクトル干渉により検出精度を下げてしまうという特性がある。以下の実施形態では、高濃度マトリクス含有試料溶液として、０．１質量％のＷ（タングステン）をマトリクスとして含む試料溶液を例示する。
【００３８】
タングステンは高融点、高伝導率などの特性によって、電子材料分野において幅広く利用されているが、高濃度タングステン溶液に含まれる微量不純物の定量は困難である。本発明の誘導結合プラズマ質量分析方法においては、プラズマ出力、サンプリング深さ、およびメイクアップガス流量を、分析対象元素ごとに４種類の組み合わせを設定することで、高濃度のマトリクスを含む試料溶液であっても、分析対象元素の高精度な分析を可能にする。
【００３９】
何れの種類の分析方法にも共通の手順としては、調製した高濃度のタングステンを含む試料溶液Ｒを入れた容器を試料溶液テーブル２１に載置し、給液ポンプ２２を動作させて、試料溶液テーブル２１に載置された試料溶液Ｒを吸引管２８から吸い上げ、噴霧器２３から噴射して、スプレーチャンバー２４内に試料ミストを形成するとともに、キャリアガス供給部２５からキャリアガス、例えばアルゴンガスを流し始める。
【００４０】
また、プラズマトーチ移動装置４３を操作して、ユニット化された高周波誘導コイル３５、プラズマ発生筒３２を水平方向に移動させる。これによって、プラズマ発生筒３２の開放面３２ａと、サンプラー１４を構成するサンプリングコーン４１との間隔を調節する。このプラズマ発生筒３２の開放面３２ａとサンプリングコーン４１との間隔をサンプリング深さＤ（ｍｍ）とする。
【００４１】
そして、プラズマガス導入部３４からプラズマトーチ３１に対してプラズマガスを供給するとともに、プラズマトーチ３１の高周波誘導コイル３５に高周波電流を印加する。これによって、プラズマトーチ３１のプラズマ発生室３６内にプラズマが発生する。この時のプラズマトーチ３１の高周波電流の出力電力をプラズマ出力（Ｗ：ワット）とする。
【００４２】
そして、キャリアガスによって運ばれる試料ミストが、プラズマトーチ３１によって形成されたプラズマに晒され、試料溶液Ｒの成分が元素ごとにイオン化される。この時のキャリアガスと試料ミストとの合計流量をメイクアップガス流量（ｍＬ／分）とする。
【００４３】
プラズマトーチ３１によってイオン化された元素は、集束レンズ５１によって集束された後、質量分離装置５２に導入される。質量分離装置５２では、イオンを質量電荷比に応じて分離する。例えば、四重極型分離装置では、それぞれの電極に高周波電流を印加することによってイオンに摂動を加え、特定のイオンだけを透過させる。この時、それぞれの電極の電圧値を変化させることによって、通過可能なイオンの質量電荷比が変化する。
【００４４】
質量分離装置５２によって質量電荷比ごとに分離されたイオンは、検出装置５３に導入される。検出装置５３は、イオンを増感させて検出する。これによって、イオンごとのマススペクトルが得られる。
【００４５】
濃度が０．１重量％以上の高濃度のマトリクス（例えばタングステン）を含む試料溶液を、マトリクスによる検出精度低下の影響を回避して分析する際の、分析対象元素ごとの分析条件の設定は、以下の４つである。
【００４６】
（１）高濃度マトリクス含有試料溶液の第１の分析条件
第１の分析条件は、マトリクス濃度が０．１質量％以上であり、分析対象元素がＬｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｒｂ，Ｃｓである場合の条件である。
（１−１）プラズマ出力：６００Ｗ以上、８００Ｗ以下
（１−２）サンプリング深さ：１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下
（１−３）メイクアップガス流量：０．６ｍＬ／分以上、０．９５ｍＬ／分以下
この第１の分析条件では、プラズマ出力が低いクールプラズマによる分析であり、Ａｒ分子イオンはできにくい状態になる。そのため、バックグランドを極力低くすることができ、その結果、検出下限は向上する。
【００４７】
（２）高濃度マトリクス含有試料溶液の第２の分析条件
第２の分析条件は、マトリクス濃度が０．１質量％以上であり、分析対象元素がＢｅ，Ｖ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｔｅ，Ｂａ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｓである場合の条件である。
（２−１）プラズマ出力：１２００Ｗ以上、１６００Ｗ以下
（２−２）サンプリング深さ：８ｍｍ以上、１０ｍｍ以下
（２−３）メイクアップガス流量：０．５５ｍＬ／分以上、０．８ｍＬ／分以下
この第２の分析条件では、プラズマ出力が高いミディアムホットプラズマによる分析であり、目的元素はイオン化するが、マトリクスはイオン化しないためイオン化効率が高く、共存元素の影響を受けにくい。
【００４８】
（３）高濃度マトリクス含有試料溶液の第３の分析条件
第３の分析条件は、マトリクス濃度が０．１質量％以上であり、分析対象元素がＢ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｔｈ，Ｕおよび希土類元素である場合の条件である。
（３−１）プラズマ出力：８００Ｗ以上、１０００Ｗ以下
（３−２）サンプリング深さ：８ｍｍ以上、１８ｍｍ以下
（３−３）メイクアップガス流量：０．１ｍＬ／分以上、０．４ｍＬ／分以下
この第３の分析条件では、プラズマ出力がやや低いセミホットプラズマによる分析であり、サンプリングコーンに導入されるマトリクス元素のイオンが少ないため非スペクトル干渉を防ぐことができ、さらに、装置由来のメモリーや元素の染み出し、バックグランドを極力低くすることができる。その結果、検出下限は向上する。また、サンプリング深さＤを大きくして、メイクアップガス流量を低減することにより、通過するイオン量を減少させて検出精度を向上させている。
【００４９】
（４）高濃度マトリクス含有試料溶液の第４の分析条件
第４の分析条件は、マトリクス濃度が０．１質量％以上であり、分析対象元素がＰである場合の条件である。
（４−１）プラズマ出力：６００Ｗ以上、８００Ｗ以下
（４−２）サンプリング深さ：１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下
（４−３）メイクアップガス流量：０．４５ｍＬ／分以上、０．７５ｍＬ／分以下
この第４の分析条件では、分析対象元素としてＰをＰＯの酸化物イオン形態として測定するのに好適な条件である。
【００５０】
以上のように、分析対象元素ごとに設定された４つの分析条件に従って分析を行うことにより、マトリクス濃度が０．１質量％以上の高濃度のマトリクスを含む試料溶液であっても、非スペクトル干渉による検出精度の低下を防止して、ＩＣＰ−ＭＳによる高精度な分析を行うことが可能になる。こうした本発明の分析方法では、分析に先立って揮散分離、溶媒抽出、沈殿分離、イオン交換などの方法によって予めマトリクスを除去するなどの手間の掛かり試料を汚染するおそれがある手順が不要であり、分析対象元素ごとに上述した４つの分析条件を設定するだけで、高濃度のマトリクスを含む試料溶液の高精度な分析を容易に行うことが可能になる。
【００５１】
以上の４つの分析条件は、タングステン試料中の超微量不純物の測定に適用できるだけでなく、Ｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｓｃ，Ｙ等の酸化物からなる材料（耐火材）中の超微量不純物の測定にも適用可能である。これらの方法はまた、Ｐ，Ｓ，Ｂｅ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｈｇおよび白金族元素などのイオン化ポテンシャルが高い元素からなる高純度材料中の超微量元素の測定にも適用可能である。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の検証結果について説明する。
検証にあたって、各装置の各部パラメータを最適化した後に測定を実施した。
測定に用いた機種は以下の１機種である。
７７００ｘ（アジレント・テクノロジー株式会社製）
試料溶液には、マトリクスとして０．１質量％のタングステンと、既知の濃度の分析対象元素とを含有させた。
以下のそれぞれの検証例において、プラズマ出力（Ｗ）Pow、メイクアップガス流量（ｍＬ／分）Flo、サンプリング深さ（ｍｍ）Depを設定した条件で、予め溶解させた分析対象元素の溶解濃度に対する検出割合（Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）を分析精度として測定した。
【００５４】
（検証例１）
分析条件として、図３のグラフの凡例に示す３つの設定値（設定値１，２，３）で、それぞれ分析対象元素としてＬｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓの検出割合を調べた。
その結果、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓに関しては２つの設定値による検出割合に殆ど差が無く概ね８０％以上であり、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕについては、設定値１、２のほうが設定値３よりも検出割合が良好であった。
【００５５】
（検証例２）
分析条件として、図４のグラフの凡例に示す６つの設定値（設定値４〜９）で、それぞれ分析対象元素としてＢｅ，Ｖ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｇａ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｂｉの検出割合を調べた。
その結果、検証例２の全ての分析対象元素において、設定値９が検出割合７５％以上で最良であった。次いで設定値４が検出割合７０％以上で良好であった。
【００５６】
（検証例３）
分析条件として、図５のグラフの凡例に示す６つの設定値（設定値１０〜１５）で、それぞれ分析対象元素としてＢ１１，Ｔｉ４７，Ｔｉ４８，Ｇｅ７２，Ｇｅ７４，Ｚｒ９０，Ｎｂ，Ｍｏ９５，Ｍｏ９８，Ｔａ１８１の検出割合を調べた。
その結果、検証例３の全ての分析対象元素において、設定値１０が検出割合１００％前後で最良であった（１００％を超えている部分は誤差）。次いで設定値１１がＢ１１を除いて検出割合９０％以上で良好であった。
【００５７】
（検証例４）
分析条件として、図６のグラフの凡例に示す３つの設定値（設定値１６〜１８）で、それぞれ分析対象元素としてＬｉ，Ｍｇ，Ａｌ，ＣｏＮｉ，Ｚｎ，Ｇａ，Ａｓ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｂｉの検出割合を調べた。
その結果、検証例５の全ての分析対象元素において、設定値１７，１８が検出割合７０〜９０％前後で最良であった。
【符号の説明】
【００５８】
１０  誘導結合プラズマ質量分析装置
１１  試料溶液導入部
１２  ＩＣＰ生成部
１３  質量分離部
１４  サンプラー
３１  プラズマトーチ
４１  サンプリングコーン
４２  スキマコーン
Ｒ  試料溶液
【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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