(57)【要約】本明細書に記載されたある実施形態は、耐酸化性材料を含む誘導装置に関する。ある実施例において、誘導装置は、耐酸化性材料から製造されたワイヤのコイルを備える。いくつかの実施例において、耐酸化性誘導装置は、トーチ内で誘導結合プラズマを維持するために使うことができる。例えば、耐酸化性材料を含み、トーチに無線周波エネルギーをもたらすことによって前記トーチ内でプラズマを維持するために前記トーチを受け取るよう構成された、誘導装置を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐酸化性材料を含み、トーチに無線周波エネルギーをもたらすことによって前記トーチ内でプラズマを維持するために前記トーチを受け取るよう構成された、誘導装置。
【請求項２】
前記耐酸化性材料は無塗装材料を含む、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項３】
前記無塗装材料はアルミニウム合金を含む、請求項２に記載の誘導装置。
【請求項４】
前記耐酸化性材料は、前記耐酸化性材料が酸素と反応した場合に負となる全電極電位をもたらすよう選択される、請求項２に記載の誘導装置。
【請求項５】
前記耐酸化性材料は、前記材料が相当に酸化すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ内で前記プラズマを維持するために有効である、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項６】
前記誘導装置は、前記トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項７】
前記誘導装置は、前記トーチを受け取るために構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項８】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項９】
前記耐酸化性材料は、ＲＦ波源に電気的に結合される、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項１０】
前記誘導装置は、前記耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む、請求項１に記載の誘導装置。
【請求項１１】
耐酸化性常磁性体を含み、トーチに無線周波エネルギーをもたらすことによって前記トーチ内でプラズマを維持するために前記トーチを受け取るよう構成された、誘導装置。
【請求項１２】
前記耐酸化性常磁性体は無塗装材料を含む、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項１３】
前記無塗装常磁性体はアルミニウム合金を含む、請求項１２に記載の誘導装置。
【請求項１４】
前記耐酸化性常磁性体は、前記耐酸化性常磁性体が酸素と反応した場合に負となる全電極電位をもたらすよう選択される、請求項１２に記載の誘導装置。
【請求項１５】
前記耐酸化性常磁性体は、前記材料が相当に酸化すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ内でプラズマを維持するために有効である、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項１６】
前記誘導装置は、前記トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項１７】
前記誘導装置は、前記トーチを受け取るために構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項１８】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項１９】
前記誘導装置は、実質上プラチナから成る、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項２０】
前記耐酸化性常磁性体は、ＲＦ波源に電気的に結合される、請求項１１に記載の誘導装置。
【請求項２１】
トーチ本体と、
耐酸化性材料を含み、前記トーチ本体に無線周波エネルギーをもたらすことによって前記トーチ本体内でプラズマを維持するために前記トーチ本体を受け取るよう構成された誘導装置と、
を備えた、トーチアセンブリ。
【請求項２２】
前記耐酸化性材料は無塗装材料を含む、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２３】
前記無塗装材料はアルミニウム合金を含む、請求項２２に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２４】
前記耐酸化性材料は耐酸化性常磁性体である、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２５】
前記耐酸化性材料は、前記材料が相当に酸化すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ内でプラズマを維持するために有効である、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２６】
前記誘導装置は、前記トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２７】
前記誘導装置は、前記トーチを受け取るために構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２８】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項２９】
前記誘導装置は、ＲＦ波源に電気的に結合される、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項３０】
前記誘導装置は、前記耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む、請求項２１に記載のトーチアセンブリ。
【請求項３１】
誘導結合プラズマを維持するよう構成されたトーチ本体と、
耐酸化性材料を含み、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持するために前記トーチ本体に無線周波エネルギーをもたらすよう構成された誘導装置と、
前記誘導結合プラズマにもたらされる種の光学発光を検出するよう構成された光学検出器と、
を備える、光学発光装置。
【請求項３２】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項３１に記載の光学発光装置。
【請求項３３】
前記誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る、請求項３１に記載の光学発光装置。
【請求項３４】
前記光学検出器は、光電子増倍管または回折格子を備える、請求項３１に記載の光学発光装置。
【請求項３５】
前記誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器をさらに備える、請求項３１に記載の光学発光装置。
【請求項３６】
誘導結合プラズマを維持するよう構成されたトーチ本体と、
耐酸化性材料を含み、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持するために前記トーチ本体に無線周波エネルギーをもたらすよう構成された誘導装置と、
前記誘導結合プラズマにもたらされる種を励起するための光をもたらすよう構成された光源と、
前記励起された種を検出するよう構成された検出器と、
を備える、原子吸光装置。
【請求項３７】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項３６に記載の原子吸光装置。
【請求項３８】
前記誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る、請求項３６に記載の光学発光装置。
【請求項３９】
前記光学検出器は、光電子増倍管または回折格子を備える、請求項３６に記載の光学発光装置。
【請求項４０】
前記誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器をさらに備える、請求項３６に記載の光学発光装置。
【請求項４１】
誘導結合プラズマを維持するよう構成されたトーチ本体と、
耐酸化性材料を含み、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持するために前記トーチ本体に無線周波エネルギーをもたらすよう構成された誘導装置と、
チャンバと流体的に連結され、質量電荷比に基づいて種を分離するよう構成された質量分析器と、
を備える、質量分光計。
【請求項４２】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４３】
前記誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４４】
前記誘導装置は、アルミニウム合金から成る、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４５】
前記誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器をさらに備える、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４６】
前記質量分光計に結合された追加の質量分光計をさらに備える、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４７】
前記質量分光計に結合されたガスクロマトグラフシステムをさらに備える、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４８】
前記誘導装置は、前記耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項４９】
前記誘導装置は無塗装材料を含む、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項５０】
前記耐酸化性材料は、前記材料が相当に酸化すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ内で前記プラズマを維持するために有効である、請求項４１に記載の質量分光計。
【請求項５１】
プラズマ生成方法であって、
ガスをトーチ本体に導入することと、
耐酸化性材料を含む誘導装置を使って前記トーチに無線周波エネルギーをもたらすことと、
前記プラズマを生成するために前記トーチ本体内で前記ガスに点火することと、
を備える、プラズマ生成方法。
【請求項５２】
前記誘導装置は無塗装耐酸化性材料を含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
相当な酸化が前記誘導装置で発生すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
相当な酸化が前記誘導装置で発生すること無く、少なくとも１００時間、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
プラズマ生成方法であって、
ガスをトーチ本体に導入することと、
耐酸化性常磁性体を含む誘導装置を使って前記トーチに無線周波エネルギーをもたらすことと、
前記プラズマを生成するために前記トーチ本体内で前記ガスに点火することと、
を備える、プラズマ生成方法。
【請求項５７】
前記誘導装置は無塗装耐酸化性常磁性体を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記誘導装置は、実質上アルミニウム合金から成る、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
相当な酸化が前記誘導装置で発生すること無く、少なくとも１０時間、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持することをさらに備える、請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
相当な酸化が前記誘導装置で発生すること無く、少なくとも１００時間、前記トーチ本体内で前記プラズマを維持することをさらに備える、請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、耐酸化性材料を含む誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６２】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、耐酸化性常磁性体を含む誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６３】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、実質上、耐酸化性材料から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６４】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６５】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、耐酸化性材料から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６６】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、耐酸化性常磁性体から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６７】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、アルミニウム合金を含む誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６８】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、アルミニウムを含む誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項６９】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、実質上アルミニウム合金から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項７０】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、実質上アルミニウムから成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項７１】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、アルミニウム合金から成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【請求項７２】
プラズマの生成を容易にする方法であり、前記方法は、アルミニウムから成る誘導装置を提供することを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２０１０年５月５日出願の米国仮特許出願第６１／３３１，６２７号の優先権および利益を主張し、その全体の開示が、この出願において全ての目的のために組み込まれる。
【０００２】
ある特徴、態様、および実施形態は、耐酸化性誘導装置に関する。特に、本明細書に記載したある実施形態は、実質上アルミニウムから成り、または実質上アルミニウム合金から成る耐酸化性誘導コイルを使ってプラズマを生成および／または維持することができる装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
プラズマとは、イオン化種を含むガス材料である。プラズマを生成、および／または維持するために、通常は、銅誘導コイルを使用する。銅誘導コイルは、すぐに銅酸化物に酸化され、それにより、誘導コイルの性能が変化し、プラズマベースの計器を使用する分析でエラーが発生する可能性があり、さらに、誘導コイルの故障が発生する可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、耐酸化材料を含み、トーチに無線周波エネルギーをもたらすことによってトーチ内でプラズマを維持するためにトーチを受け取るよう構成された誘導装置について記載される。
【０００５】
ある実施形態において、耐酸化性材料は無塗装材料を含む。いくつかの実施例において、無塗装材料はアルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施形態において、耐酸化性材料は、耐酸化性材料が酸素と反応した場合に負となる全電極電位をもたらすよう選択される。他の実施形態において、耐酸化性材料は、材料が相当に酸化すること無く少なくとも１０時間、トーチ内のプラズマを維持するために有効である。いくつかの実施例において、誘導装置は、トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える。さらなる実施例において、誘導装置は、トーチを受け取るよう構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される。他の実施例において、誘導装置は、実質上アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施例において、耐酸化性材料は、ＲＦ波源に電気的に結合される。さらなる実施形態において、誘導装置は、耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む。
【０００６】
別の態様において、耐酸化性常磁性体を含み、トーチに無線周波エネルギーをもたらすことによってトーチ内でプラズマを維持するためにトーチを受け取るよう構成された誘導装置を提供する。
【０００７】
ある実施形態において、耐酸化性常磁性体は、無塗装材料を含む。いくつかの実施形態において、無塗装常磁性体はアルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施例において、耐酸化性常磁性体は、耐酸化性常磁性体が酸素と反応した場合に負となる全電極電位をもたらすよう選択される。さらなる実施例において、耐酸化性常磁性体は、材料が相当に酸化すること無く少なくとも１０時間、トーチ内のプラズマを維持するために有効である。いくつかの実施形態において、誘導装置は、トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える。他の実施形態において、誘導装置は、トーチを受け取るよう構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される。いくつかの実施形態において、誘導装置は、実質上アルミニウムから成る。他の実施形態において、誘導装置は、実質上プラチナから成る。さらなる実施形態において、耐酸化性常磁性体は、ＲＦ波源に電気的に結合される。
【０００８】
さらなる態様において、トーチ本体を備えるトーチアセンブリ、および耐酸化性材料を含み、トーチ本体に無線周波エネルギーをもたらすことによってトーチ本体内でプラズマを維持するためにトーチ本体を受け取るよう構成された誘導装置が開示される。
【０００９】
ある実施形態において、耐酸化性材料は、無塗装材料を含む。いくつかの実施例において、無塗装材料はアルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施形態において、耐酸化性材料は、耐酸化性常磁性体である。他の実施例において、耐酸化性材料は、材料が相当に酸化すること無く少なくとも１０時間、トーチ内のプラズマを維持するために有効である。さらなる実施例において、誘導装置は、トーチを囲むように構成された誘導コイルを備える。ある実施例において、誘導装置は、トーチを受け取るために構成された中心空隙を備えるプレート電極として構成される。いくつかの実施例において、誘導装置は、実質上アルミニウムから成る。他の実施例において、誘導装置は、ＲＦ波源に電気的に結合される。いくつかの実施例において、誘導装置は、耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む。
【００１０】
他の態様において、誘導結合プラズマを維持するよう構成されたトーチ本体を備える光学発光装置と、耐酸化性材料を含み、トーチ本体内でプラズマを維持するために無線周波エネルギーをトーチ本体にもたらすよう構成された誘導装置と、誘導結合プラズマにもたらされる種の光学発光を検出するよう構成された光学検出器について記載される。
【００１１】
ある実施例において、誘導装置はアルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施例において、誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る。他の実施例において、光学検出器は、光電子増倍管、または回折格子を備える。いくつかの実施形態において、光学発光装置は、さらに、誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器を含むことが可能である。
【００１２】
さらなる態様において、誘導結合プラズマを維持するために構成されたトーチ本体を備える原子吸光装置と、耐酸化性材料を含み、トーチ本体内でプラズマを維持するために無線周波エネルギーをトーチ本体にもたらすよう構成された誘導装置と、誘導結合プラズマにもたらされる種を励起するために光をもたらすよう構成された光源と、励起された種を検出するよう構成された検出器が提供される。
【００１３】
ある実施形態において、誘導装置は、アルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施例において、誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成る。他の実施例において、光学検出器は、光電子増倍管または回折格子を備える。さらなる実施例において、光学発光装置は、誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器も含むことができる。
【００１４】
別の態様において、誘導結合プラズマを維持するために構成されたトーチ本体を備える質量分光計と、耐酸化性材料を含み、トーチ本体内でプラズマを維持するために無線周波エネルギーをトーチ本体にもたらすよう構成された誘導装置と、チャンバと流体的に連結されていて、質量電荷比に基づいて種を分離するよう構成された質量分析器について記載される。
【００１５】
ある実施例において、誘導装置は、アルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施例において、誘導装置は、耐酸化性常磁性体を含むか、実質上、耐酸化性常磁性体から成るか、または耐酸化性常磁性体から成る。いくつかの実施形態において、質量分光計は、誘導装置に電気的に結合された無線周波発生器を備える。ある実施例において、質量分光計を、他の質量分光計に結合することができる。いくつかの実施例において、質量分光計を、ガスクロマトグラフシステムに結合することが可能である。ある実施形態において、誘導装置は、耐酸化性材料の少なくとも９７重量％を含む。他の実施形態において、誘導装置は、無塗装材料を含む。さらなる実施形態において、耐酸化性材料は、材料が相当に酸化すること無く少なくとも１０時間、トーチ内のプラズマを維持するために有効である。
【００１６】
さらなる態様において、ガスをトーチ本体に導入し、耐酸化性材料を含む誘導装置を用いて無線周波エネルギーをトーチにもたらし、プラズマを生成するためにトーチ本体内でガスに点火することを含むプラズマ生成方法が開示される。
【００１７】
ある実施例において、誘導装置は、無塗装の耐酸化性材料を含む。他の実施例において、誘導装置は、アルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。さらなる実施例において、本方法は、相当な酸化が誘導装置で発生すること無く、少なくとも１０時間、トーチ本体内のプラズマを維持することを含むことができる。いくつかの実施例において、本方法は、相当な酸化が誘導装置で発生すること無く、少なくとも１００時間、トーチ本体内のプラズマを維持することを含むことができる。
【００１８】
別の態様において、ガスをトーチ本体に導入し、耐酸化性常磁性体を含む誘導装置を使って無線周波エネルギーをトーチにもたらし、プラズマを生成するためにトーチ本体内でガスに点火することを含むプラズマ生成方法が提供される。
【００１９】
ある実施形態において、誘導装置は、無塗装の耐酸化性常磁性体を含む。他の実施形態において、誘導装置は、アルミニウム合金を含むか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成る。いくつかの実施形態において、本方法は、相当な酸化が誘導装置で発生すること無く、少なくとも１０時間、トーチ本体内のプラズマを維持することを含むことも可能である。さらなる実施形態において、本方法は、相当な酸化が誘導装置で発生すること無く、少なくとも１００時間、トーチ本体内のプラズマを維持することを含むことも可能である。
【００２０】
他の態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、耐酸化性材料を含む誘導装置を提供することを含む方法が開示される。いくつかの態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、耐酸化性常磁性体を含む誘導装置を提供することを含む方法が提供される。さらなる態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、実質上、耐酸化性材料から成る誘導装置を提供することを含む方法について記載される。いくつかの態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、実質上、耐酸化性常磁性体から成る誘導装置を提供することを含む方法が開示される。他の態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、耐酸化性材料から成る誘導装置を提供することを含む方法が提供される。ある態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、耐酸化性常磁性体から成る誘導装置を提供することを含む方法が記載される。さらなる態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、アルミニウム合金を含む誘導装置を提供することを含む方法が提供される。いくつかの態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、アルミニウムを含む誘導装置を提供することを含む方法が開示される。さらなる態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、実質上アルミニウム合金から成る誘導装置を提供することを含む方法が提供される。他の態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、実質上アルミニウムから成る誘導装置を提供することを含む方法が開示される。さらなる態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、アルミニウム合金から成る誘導装置を提供することを含む方法が提供される。いくつかの態様において、プラズマの生成を容易にする方法であり、アルミニウムから成る誘導装置を提供することを含む方法が記載される。
【００２１】
さらなる態様、特徴、実施形態、および実施例が、以下により詳細に記載される。
【００２２】
ある例示的な実施形態について、添付図面を参照して、以下により詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ある実施例にしたがった、トーチを囲む誘導コイルの図である。
【図２Ａ】ある実施例にしたがった、円形の誘導装置の側面図である。
【図２Ｂ】ある実施例にしたがった、円形の誘導装置の上面図である。
【図３】ある実施例にしたがった、四角形をしたプレート誘導装置の側面図である。
【図４】ある実施例にしたがった、誘導結合プラズマを維持するために使われる構成要素を示す図である。
【図５】ある実施例にしたがった、光学発光装置のブロック図である。
【図６】ある実施例にしたがった、単一ビーム原子吸光装置のブロック図である。
【図７】ある実施例にしたがった、二重ビーム原子吸光装置のブロック図である。
【図８】ある実施例にしたがった、質量分光計のブロック図である。
【図９Ａ】ある実施例にしたがった、銅酸化物形成を示す銅誘導コイルの写真である。
【図９Ｂ】ある実施例にしたがった、アルミニウム合金誘導コイルの写真である。
【図１０】ある実施例にしたがった、プラズマトーチの周りに位置するアルミニウム合金誘導コイルを示す写真である。
【図１１】ある実施例にしたがった、酸化表面を有し、プラズマトーチの周りに位置する銅誘導コイルを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ある示した図および本明細書の記述は、ある場合において、コイル状構造について言及する可能性がある。コイルを備える誘導装置が使用される場合、コイルの巻数は、所望のプラズマ、または所望の計器設定によって変えることができる。さらに、分析すべきガスパラメータ、種等は、実行する所望の分析によって変えることができる。本明細書に記載された耐酸化性誘導装置で使用するための適切な動作パラメータを選択することは、本開示の利点を用いれば、当業者の能力の範囲内であろう。
【００２５】
本明細書に記載されたある実施形態は、耐酸化性誘導装置を含む装置に関する。ある実施例において、耐酸化性誘導装置は、プラズマベースの装置で使用可能であり、一般的に銅製の既存の誘導コイルを用いて酸化を抑えることができる。耐酸化性装置の実施形態は、寿命の増加をもたらすことができるが、それでもなお、誘導結合プラズマを維持および／または生成するために適切なエネルギーをもたらすことができる。
【００２６】
ある実施例において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、多くの異なる形態をとることができる。例えば、誘導装置は、無線周波数（ＲＦ）生成器および／または無線周波数送信器に電気的に結合されたワイヤのコイルの形態をとることができる。他の実施例において、耐酸化性誘導装置は、例えば、円形や四角形のプレートや、ＲＦ生成器と電気的に接続した円形コイル等の、１つまたは複数のプレートの形態をとることができる。いくつかの実施例において、誘導装置は、耐酸化性材料から作られ、無線周波発生器と電気的に接続されたワイヤのコイルを配置することによって構成することができる。ワイヤのコイルは、チャンバに無線周波エネルギーを供給するために、例えば、トーチ本体等のチャンバの周りに巻き付けてもよい。耐酸化性誘導装置がコイルの形態をとる実施形態において、耐酸化性誘導装置は、本明細書において、誘導コイル、または負荷コイルと称する。しかしながら、他の実施例において、誘導装置は、プレート電極の形態をとることができる。プレート電極が使われた場合、プレート電極はそれ自体によって使用することができ、または、希望であれば、１つまたは複数のさらなるプレート電極と組み合わせて使用可能である。
【００２７】
ある実施形態において、ほとんどの誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）生成器負荷コイルは銅でできている。この銅コイルは、高循環無線周波数電流および高温プラズマに対するコイルの近接度のため、時間とともに酸化し、劣化する。銅誘導コイルが古くなるにつれ、銅酸化物片が負荷コイルの巻回部を短絡し、コイルのアークおよび故障を引き起こす可能性がある。銅酸化物は、試料汚染源でもある。動作中、銅酸化物はほとんどすぐに形成される可能性があり、１００時間の動作の後、銅負荷コイルはかなりの酸化を示す。他の負荷コイル手法は、金や銀等の導電金属を用いて銅をメッキすることを含む。これらのメッキは、トーチグラス上にスパッタリングされ、プラズマに対し磁界の不適切な結合をもたらす可能性があり、または、メッキが割れて、アーク放電やコイル故障を引き起こす可能性がある。
【００２８】
ある実施形態において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、誘導装置の表面に妨害となる酸化物が相当に形成されることなく、少なくとも１０時間、２０時間、５０時間、１００時間以上の間動作可能な誘導装置を提供することができる耐酸化性材料を使って製造することができる。他の実施例において、耐酸化性誘導装置は、誘導装置上に望ましくない表面酸化をもたらすことなく、銅誘導コイルと同じ性能特性を実質的に提供することができる。
【００２９】
ある実施形態において、本明細書に記載された誘導装置は、耐酸化性材料を含むことができる。ある実施例において、耐酸化性材料は、無塗装材料であってもよい。上記のように、例えば、塗装が剥がれ、プラズマベースの装置の動作を妨害する可能性がある。いくつかの実施形態において、誘導コイルで使用される耐酸化性材料は、例えば、アルミニウム、金、または銀等の、実質上、高電導な耐酸化性金属から成ることが望ましいであろう。いくつかの実施例において、耐酸化性材料は、強度を増すために少量の添加剤を有する合金であってもよい。例えば、耐酸化性材料は、コイルの強度を増すために、少量のマンガンまたは他の金属を有するアルミニウムを含んでもよい。耐酸化性誘導装置の製造で使用する材料の例には、例えば、３００３系アルミニウム合金（９７．１％アルミニウム）、１０００系アルミニウム合金（９９．５％アルミニウム）、または、例えば、ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ（ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ）から市販されている他の合金等のアルミニウム合金が含まれるが、これらに限定されない。ある実施形態において、耐酸化性材料は、耐酸化性金属の少なくとも９５重量％を含み、より詳しくは、耐酸化性金属の約９６重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％以上を含む。いくつかの実施例において、耐酸化性材料は、実質上、アルミニウム、金、または銀から成り、誘導装置として使用するために適切な材料にするために少量の不純物やドーパントを含んでもよい。誘導コイルとプレート電極のどちらも、本明細書に明記された量の材料を含んで、使用することができる。
【００３０】
ある実施形態において、耐酸化性誘導装置は、常磁性である耐酸化性材料を含むことができる。いかなる特定の科学理論にもこだわることを望まないが、耐酸化性材料の常磁性性質は、反磁性体によってもたらされる磁界の種類や性質と比較して、プラズマトーチにもたらされる磁界を変化させる可能性がある。さらに、例えば、すでに酸化型である材料等の、耐酸化性である多くの既存の材料があってもよいが、それらの材料は、概ね常磁性ではなく、誘導装置で使用するために適切ではない。耐酸化性常磁性体の種類の例には、アルミニウムとプラチナが含まれるが、それらに限定されない。常磁性体が使用されるある実施形態において、耐酸化性誘導装置は、実質上、耐酸化性常磁性体から成るコイル状ワイヤの形態をとってもよい。いくつかの実施例において、耐酸化性誘導装置は、耐酸化性常磁性体の少なくとも９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％以上を含むコイル状ワイヤであってもよい。他の例において、耐酸化性誘導装置は、耐酸化正常磁性体の少なくとも９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％以上を含むプレート電極の形態をとってもよい。
【００３１】
ある実施形態において、耐酸化性誘導装置は、非酸化物耐酸化性材料を含むことができる。非酸化物材料は、アルミニウム、金、プラチナ、銀、またはその非酸化物合金であってもよい。耐酸化性誘導装置は、実質上、非酸化物耐酸化性材料から成るコイル状ワイヤの形態をとることができる。いくつかの実施例において、非酸化物耐酸化性誘導装置は、非酸化物耐酸化性材料の少なくとも９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％以上を含むコイル状ワイヤであってもよい。他の例において、耐酸化性誘導装置は、非酸化物耐酸化性材料の少なくとも９５重量％、９６重量％、９７重量％、９８重量％、９９重量％以上を含むプレート電極の形態をとってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、耐酸化性材料は、酸素と反応した場合、全負電極電位をもたらすであろう材料であってもよく、またはそのような材料を含んでもよい。例えば、半反応電極電位に基づいて、材料が酸素と反応した場合に全電極電位が負になるように、材料を選択することができる。そのような材料は、概ね、酸素に対して非反応性であり、耐酸化性であり得る。物理表および半反応電位の一般的に利用可能なリストから、適切な材料を選択することができる。
【００３３】
ある実施形態において、誘導コイルの巻数は変えることができる。いくつかの実施形態において、誘導コイルは、約１／２から約２０巻数、例えば、約１／２から約１０巻数または約１−１／２から約１０巻数、例えば約２−１／２巻数から約６巻数を含むことができる。誘導コイルは、接続器または連結器を含むことができ、したがって、コイルは無線周波発生器に取り付けられ、および／または電気的に結合され得る。例示的な誘導コイルを図１に示す。装置１００は、第１端１１２、本体１１４、および第２端１１６を有する誘導コイルを備える。本体１１４は、チャンバ１２０の周りに巻き付けることができるワイヤを備える。第１端１１２および第２端１１６は、それぞれ、無線周波発生器１３０に電気的に結合することが可能であり、したがって、無線周波エネルギーは、誘導コイル本体１１４からチャンバ１２０にもたらされ、チャンバ１２０内のプラズマを維持することが可能となる。いくつかの実施例において、全誘導コイルは、耐酸化性材料を使って製造することができ、一方、他の実施例において、チャンバ１２０を囲むコイル本体１１４のみが耐酸化性材料を含み、誘導コイルの他の部分は、耐酸化性であってもなくてもよい他の誘電材料を使って製造することができる。
【００３４】
ある実施例において、耐酸化性誘導装置は、例えば、プレート電極等の、プレート誘導装置の形態をとることができる。図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、耐酸化性誘導装置２００は、サポートまたはプレート２０５、ならびにそれぞれがサポート２０５に取り付けられた第１プレート電極２１０および第２プレート電極２２０を備える。第１プレート電極２１０および第２プレート電極２２０のそれぞれは、電極の内部２１５内でチャンバを受け取るように構成されてもよい。サポートまたはプレート２０５は、無線周波数送信器または生成器に電気的に結合され、無線周波エネルギーを第１プレート電極２１０および第２プレート電極２２０にもたらすことができる。この実施例において、第１プレート電極２１０および第２プレート電極２２０は、同じ周波数で動作することができ、または、異なる周波数をもたらすように別々に調整されてもよい。図２Ａおよび図２Ｂに示す構成は、電極２１０および２２０が一般的に、例えば、トーチ本体等のチャンバを受け取るよう構成された中心円形空洞を有する円形である場合の構成である。本明細書に記載された他の実施例において、誘導装置の形状は、非円形形状である可能性がある。ある場合において、サポート２０５は、例えば、共有米国特許第７，５１１，２４６号に記載されたような接地プレートとして構成することができ、全ての開示は全ての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３５】
ある実施形態において、図３を参照すると、誘導装置は、例えば、平らなプレート電極等の、本体３１０および中心空隙または開口部３２０を備えるプレート電極３００を備えることができる。図３の装置３００は、概ね四角形の形状であるが、円形、長円形、楕円形等の他の形状のプレート電極も使用することができる。誘導装置３００の本体３１０は、動作中、実質的に、酸化物が誘導装置本体３１０の表面に形成されないように、耐酸化性材料を含むことができる。中心空隙３２０は、チャンバまたはトーチ本体を受け取るよう大きさが決められ、配置されることが可能である。プレート誘導装置３００は、それ自体によって使われ、または、例えば、他のプレート電極等の他の電極と組み合わせて使われることも可能である。いくつかの実施形態において、２つのプレート電極が使われ、無線周波エネルギーがプレート電極からチャンバにもたらされ、チャンバ内でプラズマを維持することができるように、無線周波発生器に電気的に結合される。希望であれば、各プレート電極は、本明細書に記載のように、接地プレートに電気的に結合することができる。
【００３６】
ある実施形態において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、プラズマトーチと組み合わせて使用され、プラズマトーチ内でプラズマを維持することができる。構成の１つを図４に示す。誘導結合プラズマ装置４００は、チューブ４１０、４２０、および４３０等の、３つかそれより多くのチューブを備えるチャンバ４０５を備える。チューブ４１０は、アルゴンなどのガス源、および例えば噴霧器や他の装置等のサンプル導入装置に流体的に結合される。アルゴンガスはサンプルをエアロゾル化し、プラズマ４４０の脱溶媒および電離域に搬送する。チューブ４２０は、チューブ４３０からプラズマ４４０を分離するよう、チューブ４３０の全体に接線方向ガス流をもたらすよう構成することができる。いかなる特定の科学理論にもこだわることを望まないが、ガスは吸気口４５０を通って導入され、接線方向ガス流はセンターチューブ４１０の内壁を冷やすように動作し、放射状のプラズマ４４０の中央部を占める。無線周波数耐酸化性誘導コイル４６０は、無線周波発生器（図示しない）に電気的に結合することができ、ガスがアーク、スパーク等を用いてイオン化された後、プラズマ４４０を維持するよう構成される。当業者は、本開示の利点を用いれば、誘導結合プラズマ、直流プラズマ、マイクロ波誘導プラズマ等の、これらには限定されないが、適切なプラズマを選択、または設計することができるであろう。さらに、適切なプラズマ生成装置は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）、ＶａｒｉａｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（ＰａｌｏＡｌｔｏ，Ｃａｌｉｆ）、ＴｅｌｅｄｙｎｅＬｅｅｍａｎＬａｂｓ（Ｈｕｄｓｏｎ，Ｎ．Ｈ．）、およびＳｐｅｃｔｒｏＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｋｌｅｖｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を含むが、これらに限定されない、非常に多くの製造業者から市販されている。
【００３７】
ある実施形態において、耐酸化性誘導装置は、米国特許第１１／３７２，９９６号に記載されたような低流動プラズマと共に使用することができ、全ての開示は全ての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。他の実施例において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、誘導結合および容量結合プラズマと共に、または容量結合プラズマと共に使用することができる。
【００３８】
ある実施例において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、図５に示すように、光学発光分光計（ＯＥＳ）で使用することができる。化学種が原子化および／またはイオン化されると、最外殻電子は光（不可視光を含んでもよい）を発する可能性がある遷移をする可能性がある。例えば、原子の電子が励起状態にある場合、電子はより低いエネルギー状態に減衰するにつれ、光の形態でエネルギーを発する可能性がある。励起した原子やイオンから光学発光をモニタするために適切な波長は、本開示の利点を用いれば、当業者によって容易に選択されるであろう。光学発光波長の例には、アルミニウムの３９６．１５２ｎｍ、ヒ素の１９３．６９６ｎｍ、ホウ素の２４９．７７２ｎｍ、ベリリウムの３１３．１０７ｎｍ、カドミウムの２１４．４４０ｎｍ、コバルトの２３８．８９２ｎｍ、クロムの２６７．７１６ｎｍ、銅の２２４．７００ｎｍ、鉄の２５９．９３９ｎｍ、マンガンの２５７．６１０ｎｍ、モリブデンの２０２．０３１ｎｍ、ニッケルの２３１．６０４ｎｍ、鉛の２２０．３５３ｎｍ、アンチモンの２０６．８３６ｎｍ、セレンの１９６．２０６ｎｍ、タンタルの１９０．８０１ｎｍ、バナジウムの３０９．３１０ｎｍ、および亜鉛の２０６．２００ｎｍがあるが、これらに限定されない。光学発光の細かな波長は、例えば、当分野において既知のように、原子やイオン等の種の状態に応じて、および減衰する電子遷移のエネルギーレベルの違いに応じて赤色シフトまたは青色シフトであってもよい。
【００３９】
再度図５を参照すると、ＯＥＳ装置５００は、ハウジング５０５、サンプル導入装置５１０、典型的には誘導結合プラズマである原子化装置５２０、および検出装置５３０を備える。サンプル導入装置５１０は、サンプルの性質によって変えてもよい。ある実施例において、サンプル導入装置５１０は、原子化装置５２０に導入するための液体サンプルをエアロゾル化するよう構成された噴霧器であってもよい。他の実施例において、サンプル導入装置５１０は、原子化装置に直接注入または導入される可能性があるサンプルを受け取るよう構成された注入器であってもよい。希望であれば、サンプル導入装置５１０は、例えば、全ての開示が参照によって本明細書に組み込まれる２０１１年５月４日に出願された米国特許第１３／１００，４１６号に記載されたような低流動注入器を備えることができる。サンプルを導入するための他の適切な装置および方法は、本開示の利点を用いれば、当業者によって容易に選択されるであろう。原子化装置５２０は、典型的には、プラズマであり、本明細書に記載されたような耐酸化性誘導装置を含む。原子化装置は、希望であれば、従来のＦａｓｓｅｌ型トーチを含むことができ、または低流動プラズマトーチを含むことができる。低流動トーチの種類の例は、米国特許第１３／１００，４１６号に記載されている。検出装置５３０は、非常に多くの形態をとることができ、光学発光５２５等の光学発光を検出することができる任意の適切な装置であってもよい。例えば、検出装置５３０は、レンズ、鏡、プリズム、窓、バンドパスフィルタ等の適切な光学部品を備えることができる。検出装置５３０は、多チャンネルＯＥＳ装置を提供するために、エシェル回折格子等の回折格子も備えることができる。エシェル回折光子などの回折格子は、複数の発光波長の同時検出を可能にすることができる。回折格子は、モノクロメータや、モニタするための１つまたは複数の特定の波長を選択するために適切な他の装置内に配置することができる。ある実施例において、検出装置５３０は、電荷結合装置（ＣＣＤ）、平面型検出器、または他の適切な種類の検出器を含むことができる。他の実施例において、ＯＥＳ装置は、フーリエ変換を実現するよう構成され、複数の発光波長の同時検出をもたらすことができる。検出装置は、紫外線、可視光、近および遠赤外線等を含むが、これらに限定されない、長い波長範囲にわたって発光波長をモニタするよう構成することができる。ＯＥＳ装置５００は、さらに、マイクロプロセッサおよび／またはコンピュータ、ならびに所望の信号をもたらす、および／またはデータ収集のための適切な回路等の適切な電子装置を含むことができる。適切な追加装置および回路は当分野において既知であり、例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＯｐｔｉｍａ２１００ＤＶシリーズおよびＯｐｔｉｍａ５０００ＤＶシリーズＯＥＳ装置等の市販のＯＥＳ装置を使用してもよい。オプションの増幅器５４０は、例えば、検出した光子からの信号を増幅する等、信号５３５を増幅するよう動作することができ、表示器やコンピュータ等であってもよい表示装置５５０に信号をもたらす。信号５３５が表示や検出に対して十分に大きい場合の実施例において、増幅器５４０は省略することができる。ある実施例において、増幅器５４０は、検出装置５３０から信号を受信するよう構成された光電子増倍管である。しかしながら、信号を増幅するための他の適切な装置は、本開示の利点を用いれば、当業者によって選択されるであろう。本開示の利点を用いれば、本明細書で開示された原子化装置を用いて既存のＯＥＳ装置を改造し、本明細書に開示された原子化装置を使って新しいＯＥＳ装置を設計することも、当業者の能力の範囲内であろう。さらに、ＯＥＳ装置は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＡＳ９０およびＡＳ９３オートサンプラ、または他のサプライヤから市販されている同様の装置等のオートサンプラを含むことができる。
【００４０】
ある実施形態において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、原子吸光（ＡＡ）装置で使うことができる。プラズマ内の、またはプラズマから出る原子およびイオンは、光のある波長を吸光し、より低いエネルギーレベルからより高いエネルギーレベルに遷移するためのエネルギーをもたらすことができる。原子またはイオンは、接地状態からより高いエネルギーレベルへの遷移に起因する複数の共鳴線を含んでもよい。そのような遷移を促進するために必要なエネルギーは、さらに以下で説明するように、例えば、熱、炎、プラズマ、アーク、スパーク、陰極線ランプ、レーザ等の、非常に多くの源を使って供給することができる。そのようなエネルギーをもたらす適切な源、およびそのようなエネルギーをもたらすための光の適切な波長は、本開示の利点を用いれば、当業者によって容易に選択されるであろう。
【００４１】
ある実施例において、原子吸光装置の図を図６に示す。単一ビームＡＡ装置６００は、ハウジング６０５、電源６１０、ランプ６２０、サンプル導入装置６２５、原子化装置６３０、検出装置６４０、オプションの増幅器６５０、および表示装置６６０を備える。電源６１０は、原子およびイオンによって吸光される１つまたは複数の波長の光６２２をもたらすランプ６２０に電源を供給するよう構成することができる。適切なランプは、水銀ランプ、陰極線ランプ、レーザ等を含むが、これらに限定されない。ランプは、適切なチョッパまたはパルス電源を使ってパルス出力することができ、または、レーザを実行する実施例において、レーザは、選択した周波数、例えば、５、１０、または２０回／秒でパルス出力することができる。ランプ６２０の細かな構成は変えることができる。例えば、ランプ６２０は、原子化装置６３０に軸方向に沿う光をもたらすことができ、または、原子化装置６３０に放射状に沿う光をもたらすことができる。図６に示す実施例は、ランプ６２０から軸方向に供給された光に対し構成される。参照によって本明細書に組み込まれる同一出願人による出願に記載のように、信号の軸方向観察を用いる信号対雑音特性があってもよい。原子化装置６３０は、典型的には、耐酸化性誘導装置とプラズマトーチを備える。図５を参照して記載するように、プラズマトーチは、従来のプラズマトーチか低流動プラズマトーチであってよく、サンプル導入装置６２５は、希望であれば、低流動注入器を含むか、低流動注入器を使うことができる。原子化装置６３０内でサンプルが原子化および／またはイオン化されると、ランプ６２０からの入射光６２２は、原子を励起することができる。すなわち、ランプ６２０から供給される光６２２の何パーセントかは、原子化装置６３０内で原子およびイオンによって吸光される可能性がある。光６３５の残りのパーセントは、検出装置６４０に送られる可能性がある。検出装置６４０は、例えば、プリズム、レンズ、回折格子、および、例えばＯＥＳ装置を参照して上記したような他の適切な装置を使って、１つまたは複数の適切な波長をもたらすことができる。表示装置６６０にもたらされた信号を増幅するために、オプションの増幅器６５０に信号をもたらすことができる。原子化装置６３０内のサンプルによる吸光量を判断するために、水などのブランクをサンプル導入前に導入し、１００％の透過基準値を得ることができる。ひとたびサンプルが原子化チャンバに導入されて透過された光の量は測定することができ、サンプルを用いて透過された光の量は、基準値で割って、透過率を得ることができる。透過率のマイナスｌｏｇ１０は、吸光度に等しい。ＡＡ装置６００は、さらに、マイクロプロセッサおよび／またコンピュータ等の適切な電子装置、ならびに所望の信号をもたらすための、および／またはデータ収集のための適切な回路を備えることができる。適切な追加の装置および回路として、例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＡＡｎａｌｙｓｔシリーズ分光計などの市販のＡＡ装置を使用してもよい。本開示の利点を用いれば、本明細書で開示された原子化装置を用いて既存のＡＡ装置を改造すること、および本明細書で開示された原子化装置を使って新しいＡＡ装置を設計することも、当業者の能力の範囲内であろう。ＡＡ装置は、さらに、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販のＡＳ−９０Ａ、ＡＳ−９０ｐｌｕｓ、およびＡＳ−９３ｐｌｕｓオートサンプラ等の、当分野において既知のオートサンプラを含むことができる。
【００４２】
ある実施形態において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、二重ビームＡＡ装置で使用することができる。図７を参照すると、二重ビームＡＡ装置７００は、ハウジング７０５、電源７１０、ランプ７２０、原子化装置７６５、検出装置７８０、オプションの増幅器７９０、および表示装置７９５を備える。電源７１０は、原子およびイオンによって吸光される１つまたは複数の波長の光７２５をもたらすランプ７２０に電源を供給するよう構成することができる。適切なランプは、水銀ランプ、陰極線ランプ、レーザ等を含むが、これらに限定されない。ランプは、適切なチョッパまたはパルス電源を使ってパルス出力することができ、または、レーザを実行する実施例において、レーザは、選択した周波数、例えば、５、１０、または２０回／秒でパルス出力することができる。ランプ７２０の構成は変えることができる。例えば、ランプ７２０は、原子化装置７６５に軸方向に沿う光をもたらすことができ、または、原子化装置７６５に放射状に沿う光をもたらすことができる。図７に示す実施例は、ランプ７２０から軸方向に供給された光に対し構成される。上記のように、信号の軸方向観察を用いる信号対雑音特性があってもよい。原子化装置７６５は、耐酸化性誘導装置を備える誘導結合プラズマであってもよい。希望であれば、原子化装置７６５のトーチは、図５を参照して記載するように、従来のトーチか低流動プラズマトーチであってよく、使用される任意のサンプル導入装置（図示しない）は、図５および図６を参照して記載するように、従来の注入器か低流動注入器を含むことができる。原子化装置７６５内でサンプルが原子化および／またはイオン化されると、ランプ７２０からの入射光７２５は、原子を励起することができる。すなわち、ランプ７２０から供給される光７２５の何パーセントかは、原子化装置７６５内で原子およびイオンによって吸光される可能性がある。光７６７の残りのパーセントは、検出装置７８０に送られる。二重ビームを使用する実施例において、入射光７２５は、ビーム分割器７３０を使って分割することができ、それにより、何パーセントかの光、例えば約１０％から約９０％は、光ビーム７３５として原子化装置７６５に送ることができ、残りのパーセントの光は、光ビーム７４０としてレンズ７５０および７５５に送ることができる。光ビームは、ハーフ・シルバード・ミラー等の結合器７７０を用いて再結合され得、結合された信号７７５は、検出装置７８０に提供される。その後、基準値とサンプルに対する値との間の比が、サンプルの吸光性を計算するために決定され得る。検出装置７８０は、例えば、プリズム、レンズ、回折格子、および、例えばＯＥＳ装置を参照して上記したような当分野において既知の他の適切な装置を使って、１つまたは複数の適切な波長をもたらすことができる。表示装置７９５にもたらすための信号を増幅するために、オプションの増幅器７９０に信号７８５をもたらすことができる。ＡＡ装置７００は、さらに、マイクロプロセッサおよび／またはコンピュータ等の当分野において既知の適切な電子装置、ならびに所望の信号をもたらすための、および／またはデータ収集のための適切な回路を備えることができる。適切な追加の装置および回路として、例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＡＡｎａｌｙｓｔシリーズ分光計などの市販のＡＡ装置を使用してもよい。本開示の利点を用いれば、本明細書で開示された誘導装置を用いて既存の二重ビームＡＡ装置を改造すること、および本明細書で開示された誘導装置を使って新しい二重ビームＡＡ装置を設計することも、当業者の能力の範囲内であろう。ＡＡ装置は、さらに、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販のＡＳ−９０Ａ、ＡＳ−９０ｐｌｕｓ、およびＡＳ−９３ｐｌｕｓオートサンプラ等の、当分野において既知のオートサンプラを含むことができる。
【００４３】
ある実施形態において、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置は、質量分光計で使うことができる。耐酸化性誘導装置が質量分光計で使われる場合、酸化物形成の機会を減らすことができ、そのような酸化物からの汚染の可能性を減らすことができる。ＭＳ装置の例を図８に示す。ＭＳ装置８００は、サンプル導入装置８１０、原子化装置８２０、質量分析器８３０、検出装置８４０、処理装置８５０、および表示装置８６０を備える。サンプル導入装置８１０、原子化装置８２０、質量分析器８３０、および検出装置８４０は、１つまたは複数の真空ポンプを使って減圧下で動作することができる。しかしながら、ある実施例において、質量分析器８３０および検出装置８４０のみが、減圧下で動作することができる。サンプル導入装置８１０は、原子化装置８２０にサンプルをもたらすよう構成された吸気口システムを備えることができる。吸気口システムは、１つまたは複数のバッチ吸気口、直接プローブ吸気口、および／またはクロマトグラフ吸気口を備えることができる。サンプル導入装置８１０は、注入器、噴霧器、または固体、液体、もしくはガスサンプルを原子化装置８２０に送ることができる他の適切な装置であってもよい。希望であれば、サンプル導入装置８１０は、図５から図７を参照して記載するように、低流動注入器を含むことができる。原子化装置８２０は、例えば、本明細書に記載したような耐酸化性誘導装置を含む誘導結合プラズマ装置等の耐酸化性誘導装置を含む装置であってもよい。原子化装置８２０内にある任意のトーチは、従来のプラズマトーチであってもよく、または、図５から図７を参照して記載するように、低流動プラズマトーチであってもよい。質量分析器８３０は、概ねサンプルの性質、所望の解像度等によって非常に多くの形態をとることができ、質量分析器の例は以下で説明する。検出装置８４０は、本開示の利点を用いれば、例えば、電子増倍管、ファラデーカップ、コーディングされた写真乾板、シンチレーション検出器等の既存の質量分析計、および当業者によって選択されるであろう他の適切な装置と共に使用することができる任意の適切な検出装置であってもよい。典型的に、処理装置８５０は、マイクロプロセッサおよび／またコンピュータ、ならびにＭＳ装置８００に導入されたサンプルの分析をするための適切なソフトウェアを備える。１つまたは複数のデータベースには、ＭＳ装置８００に導入された種の化学的同一性を判断するために処理装置８５０によってアクセスすることができる。当分野において既知の他の適切な追加の装置は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＡＳ−９０ｐｌｕｓおよびＡＳ−９３ｐｌｕｓオートサンプラ等のオートサンプラ含むが、これらに限定されない、ＭＳｄｅｖｉｃｅ２０００と共に使用することもできる。
【００４４】
ある実施例において、ＭＳ装置８００の質量分析器８３０は、所望の解像度および導入したサンプルの性質によって非常に多くの形態をとることができる。ある実施例において、質量分析器は、走査式質量分析器、磁場型分析器（例えば、単一および二重収束ＭＳ装置で使用する）、四重極質量分析器、イオントラップ分析器（例えば、サイクロトロン、四重極イオントラップ）、飛行時間分析器（例えば、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型分析器）、および種を異なる質量電荷比で分離することができる他の適切な質量分析器である。耐酸化性誘導装置は、多くの異なる種類のイオン化方法を含むＭＳ装置で使うことができる。例えば、高速原子衝撃、電界脱離、レーザ脱離、プラズマ脱離、熱的脱離、電磁流体力学的イオン化／脱着等のために構成された、例えば、電子衝撃源、化学イオン化源、電界イオン化源、脱離源を使うことができる。さらに他の実施例において、サーモスプレーイオン化源、エレクトロスプレーイオン化源、または他のイオン化源、および質量分光において一般的に使われる装置が、本明細書に記載された耐酸化性誘導装置と共に使用可能である。
【００４５】
いくつかの実施例において、本明細書に開示されたＭＳ装置は、１つまたは複数の他の分析技術と繋ぐことができる。例えば、ＭＳ装置は、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、キャピラリー電気泳動、および他の適切な分割技術と繋ぐことができる。ＭＳ装置をガスクロマトグラフと結合する場合、ガスクロマトグラフからＭＳ装置にサンプルを導入するために、例えば、トラップ、ジェット分離器等の適切なインターフェースを備えることが望ましいであろう。ＭＳ装置を液体クロマトグラフに結合する場合、液体クロマトグラフおよび質量分光で用いた体積の違いを判断するために、適切なインターフェースを備えることも望ましいであろう。例えば、分割インターフェースを使うことができ、したがって、液体クロマトグラフから出る少量のサンプルのみをＭＳ装置に導入することができる。液体クロマトグラフから出るサンプルは、ＭＳ装置の原子化装置に運ばれるために、適切なワイヤ、カップ、またはチャンバに沈殿させてもよい。ある実施例において、液体クロマトグラフは、加熱毛細管を通る際にサンプルを気化およびエアロゾル化するよう構成されたサーモスプレーを含むことができる。液体クロマトグラフからＭＳ装置に液体サンプルを導入する他の適切な装置は、本開示の利点を用いれば、当業者によって容易に選択されるであろう。ある実施例において、ＭＳ装置は、少なくとも１つが耐酸化性誘導装置を備え、タンデム質量分光分析のために互いに繋ぐことができる。例えば、あるＭＳ装置は第１種類の質量分析器を備えることができ、第２ＭＳ装置は、第１ＭＳ装置とは別の、または同様の質量分析器を備えることができる。他の実施例において、第１ＭＳ装置は分子イオンを特定するために動作することができ、第２ＭＳ装置は特定された分子イオンを分解する／検出するために動作することができる。本開示の利点を用いれば、繋がれたＭＳ装置／耐酸化性誘導装置を備える少なくとも１つのＭＳ装置を設計することは、当業者の能力の範囲内であろう。
【００４６】
いくつかの実施例において、耐酸化性材料は、例えば、２００５年６月１７日に出願され、全ての開示が全ての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第１１／１５６，２７４号に記載されたようなブースト装置で使うことができる。ある実施形態において、ブースト装置は、例えば、アルミニウム、金、または銀等の耐酸化性材料を使って生産されるコイル状ワイヤとして構成することができる。いくつかの実施例において、ブースト装置は、アルミニウム合金を備えるか、実質上アルミニウム合金から成るか、またはアルミニウム合金から成るワイヤのコイルを備える。
【００４７】
ある特定の実施例を以下により詳細に記載し、本明細書に記載した技術のさらにいくつかの態様および特徴を示す。
実施例１
【００４８】
図９Ａおよび図１１は、銅負荷コイルの通常の酸化を示す。この酸化は、時間が経つにつれ過度になり、負荷コイルの故障を引き起こす可能性がある。図９Ｂおよび図１０は、最大出力で１００時間試験した（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ（ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ）から市販されている）３００３合金から作られたアルミニウム負荷コイルを示す。典型的には、負荷コイルは、外部および内部のどちらも冷やされている。試験計器はアルゴンガスを使って、コイルの内部を冷やした。次いで、このアルゴンはトーチに通され、プラズマを維持するために使われる。アルゴン冷却率は、コイルの冷却においても支援するトーチボックスを経由する１００ｃｆｍの空気を用いて、２０リットル／分であった。計器は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＨｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されているＮｅｘＩＯＮ３００を使用した。
【００４９】
アルミニウムコイルは、少なくとも１次のオーダーに対して、点火の容易さ、安定性、プラズマ結合、プラズマパワーおよび温度、負荷コイルにおけるプラズマ位置、およびサンプル負荷等、銅負荷コイルと同様の品質を示した。試験された３００３合金は、強度のための主な添加剤であるマンガンを用いて、純度９７．１％であった。１０００系合金（純度９９．５％以上）は３００３系合金の代わりに使うことができ、または、他の適切な耐酸化性材料を使うことができる。
【００５０】
以下の表１および表２は、上記の装置においてアルミニウム負荷コイルを使って得られた代表的なデータを示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
【表２】
2013532349.tif 000004
【００５３】
得られた測定値は、銅負荷コイルを使って得ることができた測定値と矛盾がなかった。しかしながら、アルミニウム合金誘導装置では、それほどの酸化は視覚的に観測されなかった。これらの結果は、銅誘導コイルと少なくとも比較可能な結果をもたらし、同時に、相当な望ましくない酸化の影響を受けない耐酸化性誘導装置と矛盾がない。
【００５４】
本明細書に開示された態様、実施形態、および実施例の要素を導入する場合、冠詞”ａ”、”ａｎ”、”ｔｈｅ”、および”ｓａｉｄ”は、１つまたは複数の要素があるという意味を意図する。用語「備える」、「含む」および「有する」は、非制限的であることが意図され、列挙された要素以外の追加的な要素があってもよいことを意味する。本開示の利点を用いれば、当業者により、特定の実施例のさまざまな部品を、他の実施例におけるさまざまな部品と置き換え、あるいは代替的に用いることができる。
【００５５】
ある態様、実施例、および実施形態が上記されたが、本開示の利点を用いれば、開示された例示的な態様、実施例、実施形態の追加、交換、変形、および変更が可能であることは、当業者によって認識されるであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図８】
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【図９Ａ−９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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