(57)【要約】サンプル走査装置／技術／方法が、サンプルを収容するサンプルセルを分析器の測定用集束領域に対し走査パターンに従って移動させることを含むことにより、サンプルの全域にわたる前記走査パターンでの測定用集束領域に対するサンプルの走査が行われ、サンプルセル内のサンプルの複数の領域が集束領域に曝される。回転と直線移動を組み合わせれば、集束領域に対する走査パターンでのサンプルの走査が行われ、サンプルの複数の領域が集束領域に曝されることになる。Ｘ線励起経路およびＸ線検出経路をもち、そのＸ線励起経路および／またはＸ線検出経路がサンプルへの集束領域を規定しているＸ線エンジンを含む光学対応のＸ線分析器と組み合わせて、サンプル走査装置を使用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の分析器のためのサンプル走査装置であって、
前記分析器の測定用集束領域に対して、サンプルを収容するサンプルセルを回転させるためのサンプルセルの回転器と、
前記測定用集束領域に対して、前記回転器およびサンプルを直線移動させるための直動ステージと、
を具え、前記分析器の測定用集束領域に対する前記サンプルセルの前記回転および直線移動を組み合わせることで、前記サンプルにわたる走査パターンでの前記測定用集束領域に対する前記サンプルの走査がもたらされ、前記サンプルセル内の前記サンプルの複数の領域が前記測定用集束領域に曝されるようにしたことを特徴とするサンプル走査装置。
【請求項２】
取り外し可能であるとともに、測定の間に前記サンプルが配置されるフィルムが付いた端部を有する前記サンプルセルをさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載のサンプル走査装置。
【請求項３】
前記走査パターンは、前記回転器および前記直動ステージの制御可能な移動によって生成できる螺旋状パターンであることを特徴とする請求項１に記載のサンプル走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のサンプル走査装置とＸ線エンジンを具えるＸ線分析器との結合体であって、前記Ｘ線エンジンが、
Ｘ線励起経路と、
Ｘ線検出経路と、
を含み、前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路が前記測定用集束領域を画定する、
ことを特徴とする結合体。
【請求項５】
前記集束領域が焦点であることを特徴とする請求項４に記載の結合体。
【請求項６】
前記焦点は、前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路における少なくとも１つの集束光学系への、または当該集束光学系からのＸ線の集束によって画定されることを特徴とする請求項５に記載の結合体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの集束光学系は、少なくとも１つの湾曲回折光学系またはポリキャピラリ光学系であることを特徴とする請求項６に記載の結合体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの集束光学系は、少なくとも１つの集束単色光学系であることを特徴とする請求項６に記載の結合体。
【請求項９】
前記少なくとも１つの集束単色光学系は、湾曲した結晶光学系または湾曲した多層光学系であることを特徴とする請求項８に記載の結合体。
【請求項１０】
前記Ｘ線検出経路における少なくとも１つの集束光学系は、その入力焦点が、前記Ｘ線の焦点にあり、且つ前記Ｘ線励起経路における少なくとも１つの集束光学系の出力焦点と一致するように位置決めされていることを特徴とする請求項５に記載の結合体。
【請求項１１】
Ｘ線分析システムが単色波長対応のＸＲＦ分析器を含むことを特徴とする請求項４に記載の結合体。
【請求項１２】
前記ＸＲＦ分析器がＭＷＤＸＲＦまたはＭＥ−ＥＤＸＲＦ分析器であることを特徴とする請求項１１に記載の結合体。
【請求項１３】
前記サンプルは、検査対象を含んで測定を要する、液体、部分的液体、粒状の液体／固体材料の混合物（例えば土壌）、または固体（例えば、粉末）のサンプルを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のサンプル走査装置。
【請求項１４】
測定される検査対象は、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、ＣｒおよびＳｅから選択される少なくとも１つの元素であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか、または請求項１３に記載のサンプル走査装置。
【請求項１５】
前記サンプルが不均質のサンプルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか、または請求項１３または１４に記載のサンプル走査装置。
【請求項１６】
物質の分析器におけるサンプル走査方法であって、
前記分析器の測定用集束領域に対して、サンプルを収容するサンプルセルを回転させることと、
前記測定用集束領域に対して、前記回転を行わせる回転器およびサンプルを直線移動させることと、
を含み、前記分析器の測定用集束領域に対する前記サンプルセルの前記回転および直線移動を組み合わせることで、前記サンプルの全域にわたる走査パターンでの前記測定用集束領域に対する前記サンプルの走査がもたらされ、前記サンプルセル内の前記サンプルの複数の領域が前記集束領域に曝されることを特徴とするサンプル走査方法。
【請求項１７】
取り外し可能であるとともに、測定の間に前記サンプルが配置されるフィルムが付いた端部を有する、前記サンプルセルをさらに具えたことを特徴とする請求項１６に記載のサンプル走査方法。
【請求項１８】
前記走査パターンは、回転器および直動ステージの制御可能な移動によって生成できる螺旋状パターンであることを特徴とする請求項１６に記載のサンプル走査方法。
【請求項１９】
物質の分析器におけるサンプル走査方法であって、
サンプルを収容するサンプルセルを、前記分析器の測定用集束領域に対し走査パターンに従って移動させることにより、前記サンプルにわたる前記走査パターンでの前記測定用集束領域に対する前記サンプルの走査が行われ、前記サンプルセル内の前記サンプルの複数の領域が前記集束領域に曝されることを特徴とするサンプル走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１１月１２日に出願された米国特許仮出願第６１／９０２，９０１号の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は概して、サンプルの分析のために使用される装置および方法に関する。特に、本発明は、例えばＸ線分析システムにおける不均質なサンプルの走査に関連する。
【背景技術】
【０００３】
サンプルのＸ線分析は、消費者製品、医療、製薬、環境および石油などの多くの産業にわたって関心が増している分野である。Ｘ線蛍光、Ｘ線回折、Ｘ線分光法、Ｘ線撮像およびその他のＸ線分析技術の使用は、ほぼすべての科学分野において知識の顕著な増加をもたらしている。
【０００４】
蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）は、例えば、特定の成分の存在を判定するために物質をＸ線ビームに曝す分析技術である。ＸＲＦでは、Ｘ線に曝露された物質の元素成分の少なくとも一部は、Ｘ線光子を吸収し、特徴的な二次蛍光を生成することができる。これらの二次Ｘ線は物質中の元素成分の特性である。適切な検出および分析により、これらの二次Ｘ線は、１以上の元素成分を特徴付けるために使用することができる。ＸＲＦ技術は、とりわけ、水、環境、産業、医療、半導体チップの評価、石油および法医学を含む多くの化学および材料科学の分野で広い用途を有する。  
【０００５】
特許文献１および特許文献２（本発明の譲受人であるＸ−Ｒａｙ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されており、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれるものとする）は、例えば石油製品中の微量レベル（trace level）の硫黄の測定のために、液体サンプルの分析用の単色波長分散蛍光Ｘ線（ＭＷＤＸＲＦ）技術およびシステムを開示している。特許文献３（本発明の譲受人であるＸ−Ｒａｙ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるものとする）は、水、石油製品および消費者製品を含む種々の物質中の微量レベルの毒素の測定のために、単色励起、エネルギー分散型蛍光Ｘ線（ＭＥ−ＥＤＸＲＦ）技術およびシステムを開示している。
【０００６】
ＸＲＦ試験はオフラインで、すなわちベンチトップの、実験室タイプの機器を使用して、サンプルの分析を行うことができる。材料がそのソースから（例えば、燃料が製油所または輸送配管から）抜き取られ、その後サンプルチャンバ内に配置されるか、または窓付きのサンプルセル内に配置された後、チャンバ内に配置される。オフラインのベンチトップ機器は、独特の運用／圧力／環境／寸法／重量／スペース／安全上の制約に適合している必要はなく、手で配置されたサンプルに対して必要な測定精度を提供する必要があるだけである。また、オフラインの機器を測定間で簡単に維持することができる。
【０００７】
オフライン分析とは対照的に、オンライン分析は、製造プロセスにおける様々な時点でサンプル組成物の「リアルタイム」モニタリングを提供する。たとえば、すべての燃料生成物は、硫黄のレベルのコンプライアンスの対象となっており、燃料精製およびパイプライン内の移送の間のオンラインモニタリングにはいくらかの変更が必要となる。しかしながら、製油所内およびパイプライン内における燃料のオンライン分析には、オフラインの、実験室の設定では概して存在しない多数の運用上の問題を考慮しなければならない。  
【０００８】
オフライン分析器（例えばベンチトップ構成）における一般的な均質なサンプル（例えば、ガソリンや軽油などを概して含む完成石油製品などの流体）に対する安全上の前提は、サンプルセルの体積全体にわたって検査対象が一定の濃度で存在することであり、それによりＸ線焦点が体積全体にわたって同じ測定結果を生成する。しかしながら、不均質なサンプルについては、サンプルセル内でサンプルの沈降が生じ得る。サンプル（例えば微粒子）の一部は、密度および重力およびその他の要因に基づいて、底に沈殿するか、または頂部に移動し得る。サンプルセル（特に本明細書で論じるタイプのＸＲＦサンプルセル）内におけるこの潜在的なサンプルの動き／不均質化は、測定上の課題を提示する。セル内の任意の特定の焦点における検査対象の濃度が、一貫性のある測定結果を提供し得ないからである。
【０００９】
粒状型のサンプル（例えば土壌）は同様の問題を提示し、検査対象の濃度は、採取されて一般的なサンプルセル内に堆積された土壌サンプル内で変化し得る。一般的なサンプルにわたる全体的な濃度の範囲は、平均濃度と同様に、現地当局の規制が必要な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，９３４，３５９号明細書
【特許文献２】米国特許第７，０７２，４３９号明細書
【特許文献３】米国特許第７，７３８，６３０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２８５，５０６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，３１７，４８３号明細書
【特許文献６】米国特許第７，０３５，３７４号明細書
【特許文献７】米国特許第７，７３８，６２９号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１９２，８６９号明細書
【特許文献９】米国特許第５，１７５，７５５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，４９７，００８号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，７４５，５４７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，５７０，４０８号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，６０４，３５３号明細書
【特許文献１４】米国特許第７，１１０，５０６号明細書
【特許文献１５】米国特許第７，２０９，５４５号明細書
【特許文献１６】米国特許第７，２５７，１９３号明細書
【特許文献１７】米国特許第８，５５９，５９７号明細書
【特許文献１８】米国特許第７，７２９，４７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって必要なものは、不均質なサンプルを扱う分析システムのためのサンプルの走査技術であって、これはサンプルの局所領域についての検査対象測定結果を提供するとともに、サンプル内に局所的な不均一（inconsistencies）が存在しても、サンプル体積中の検査対象全体の濃度を表す測定値を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一形態では物質分析器のためのサンプル走査装置／技術／方法である本発明によって、従来技術の欠点が克服され、追加の利点が提供される。一形態において、本発明は、サンプルを収容するサンプルセルを、前記分析器の測定用集束領域に対し走査パターンに従って移動させることを含み、これにより、前記サンプルにわたる前記走査パターンでの前記測定用集束領域に対する前記サンプルの走査が行われ、前記サンプルセル内の前記サンプルの複数の領域が前記集束領域に曝されることになる。
【００１３】
本発明の一形態では、物質の分析器のためのサンプル走査装置が開示され、これは、前記分析器の測定用集束領域に対して、サンプルを収容するサンプルセルを回転させるためのサンプルセル回転器と、前記測定用集束領域に対して、前記回転器およびサンプルを直線移動させるための直動ステージと、を含む。前記分析器の測定用集束領域に対する前記サンプルセルの前記回転および直線移動を組み合わせることで、前記サンプルにわたる走査パターンでの前記測定用集束領域に対する前記サンプルの走査がもたらされ、前記サンプルセル内の前記サンプルの複数の領域が前記測定用集束領域に曝される。
【００１４】
一実施形態では、サンプルセルは取り外し可能であるとともに、測定の間に前記サンプルが配置されるフィルムが付いた端部を有する。前記走査パターンは、前記回転器および前記直動ステージの制御可能な移動によって生成できる螺旋状パターンとすることができる。
【００１５】
サンプル走査装置は、Ｘ線エンジンを具えるＸ線分析器であって、前記Ｘ線エンジンが、Ｘ線励起経路と、Ｘ線検出経路と、を含み、前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路が前記測定用集束領域を規定しているＸ線分析器と組み合わせて使用することができる。
【００１６】
前記集束領域は、前記Ｘ線励起経路および／または前記Ｘ線検出経路における少なくとも１つの集束光学系への、または当該集束光学系からのＸ線の集束によって画定される焦点であってもよい。集束光学系は、湾曲回折光学系またはポリキャピラリ光学系であってもよい。
【００１７】
システムは、単色波長対応のＸＲＦ分析器、例えばＭＷＤＸＲＦまたはＭＥ−ＥＤＸＲＦ分析器を含んでもよい。
【００１８】
前記サンプルには、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、ＣｒおよびＳｅなどの検査対象を含んで測定を要する、液体、部分的液体、粒状の液体／固体材料の混合物（例えば土壌）、または固体（例えば、粉末）のサンプルが含まれ得る。
【００１９】
本発明は、不均質のサンプルを測定するのに特に有用である。すなわち、本発明は、サンプルの局所領域についての検査対象測定結果を提供するとともに、サンプル内に局所的な不均一が存在しても、サンプル体積中の検査対象全体の濃度を表す測定値を提供する。
【００２０】
さらに、本発明の技術によって追加の特徴および利点が実現される。本発明の他の実施形態および態様は、本明細書に詳細に記載されており、これらは特許請求の範囲に記載される発明の一部とみなされるものである。
【００２１】
本発明とみなされる主題に特に注目し、これは明確に本明細書の結論の特許請求の範囲に記載されている。本発明の前述および他の目的、特徴および利点は、添付の図面と組み合わせて行われる以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、例示的なＸ線蛍光システムの要素の機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明のサンプル走査装置とともに使用可能である例示的なＭＷＤＸＲＦ  Ｘ線の模式図である。
【図３】図３は、本発明のサンプル走査装置とともに使用可能である例示的なＭＥ−ＥＤＸＲＦ  Ｘ線エンジンの模式図である。
【図４】図４は、本発明の一態様に係るサンプル走査装置の斜視図である。
【図５】図５は、図４のサンプル走査装置の正面図である。
【図６】図６は、本発明とともに使用可能である例示的なサンプルセルの斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一形態に係り、サンプルセルの下端部での例示的なサンプルの走査パターンを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、例示的なＸＲＦシステム１０の機能ブロック図であり、サンプルをＸ線放射に曝し、検出可能な蛍光放射を生成して、サンプルの特徴を決定するべく分析することができるようにするのに使用されるものである。システムは、分析結果を提供するために、Ｘ線源１２、第１のＸ線集束装置１４、試験中のサンプル１６、第２のＸ線集束装置１８、Ｘ線検出器２０および分析コンポーネント３２を含むことができる。Ｘ線源１２、例えばＸ線管はＸ線のビーム２２を生成する。ビーム２２は、以下にさらに説明するように、１以上のＸ線集束光学系１４により回折ないしは集束され得る。
【００２４】
ビーム２４によって照射されると、チャンバ内のサンプル１６の成分の少なくとも一つが、蛍光を発するような態様で励起される。すなわち、Ｘ線２４による励起によって、Ｘ線の二次線源２６が生成される。重ねて言うと、Ｘ線ビーム２６は一般にＸ線の発散ビームであるので、ビーム２６を第２のＸ線集束光学系１８により集束させ、例えば、Ｘ線検出器２０に向かうビーム２８を生成することができる。
【００２５】
Ｘ線検出器２０は、比例計数管型または半導体型のＸ線検出器（例えば、シリコンドリフト検出器）、または当業者に知られている蛍光Ｘ線検出器の他の任意の適切なタイプであってもよい。一般には、Ｘ線検出器２０は検出されたＸ線の特性を含む電気信号３０を生成し、これは分析、プリントアウトまたはその他表示を行うための分析コンポーネント３２に転送される。
【００２６】
高度ＸＲＦシステム用のＸ線集束装置／光学系１４，１８は以下のものを含む。例えば、共に譲渡されている特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７に開示されているような湾曲結晶単色化光学系、および／または、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２および特許文献１３に開示されているようなポリキャピラリ（polycapillary）光学系を含むことができる。特許文献１４、特許文献１５および特許文献１６に開示されているような光学系／線源の組み合わせも使用可能である。上記の特許のそれぞれは、参照により全体が本明細書に組み込まれるものとする。
【００２７】
本発明に関連して使用することができるＸ線光学対応分析エンジンの２つの例は、次の通りである。
【００２８】
例示的なＭＷＤ  ＸＲＦ  Ｘ線分析エンジン：
本発明の譲受人は先に、図２に模式的に示したような、２つの単色化光学セット（monochromating optic set）を使用した単色波長分散型蛍光Ｘ線（Monochromatic Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence；ＭＷＤ  ＸＲＦ）分析器８０を開示している（特許文献１および特許文献２：参照によりそれらの全体が本明細書に包含されるものとする）。例えばディーゼル燃料やその他の石油製品における硫黄および塩素の測定を行うための関連するＳＩＮＤＩＥ（Sulfur IN DIEsel；ディーゼル中の硫黄）およびＣＬＯＲＡ（塩素）の製造ラインは、ＸＲＦを革命的に変化させ、次を含む多くの利点を提供する。
（１）ＤＣＣ１  １４’によるサンプルの単色励起に起因して、信号／バックグラウンド（Ｓ／Ｂ）が改善される。すなわち、蛍光ピーク下のエネルギー（通常、関心のあるこれらのピークを圧倒する（swamp））を有する制動放射光子は、散乱を介して検出器にのみ到達することができる。これにより、多色励起に比べてＳ／Ｂ比は劇的に改善される。  
（２）優れたエネルギー分解能。これはすべての一般的な干渉の問題を排除し、上流側のアプリケーションのための物理的基礎を提供する。  
（３）固有の堅牢性および低メンテナンス。分析エンジンは、低消費電力でコンパクトであり、可動部品あるいは消費するガスがない。  
（４）前例のないダイナミックレンジ。例えば、サンプル中の硫黄の０．３ｐｐｍから５％までの定量化レベル。
【００２９】
図２に模式的に示さＭＷＤＸＲＦエンジン８０は、励起経路および検出経路に、それぞれ、湾曲した単色化光学系１４’および１８’を含んでおり、サンプル４２上に集束領域または焦点４３を形成する（後にさらに説明する）。これは、上述したＳＩＮＤＩＥ硫黄析装置の構成である。しかし光学系はこれらの経路の一方にのみ存在していてもよいが、正確な位置合わせは必要である。一例では、上述したいずれかのタイプの光学系を励起経路のみに存在させることができ、検出経路にはエネルギー分散型検出器を含むことができる。これは、以下でさらに説明するように、エネルギー分散型Ｘ線蛍光（ＥＤＸＲＦ）システムの一般的な構成である。
【００３０】
例示的なＭＥ−ＥＤＸＲＦ  Ｘ線分析エンジン：
単色励起の、エネルギー分散型Ｘ線蛍光（ＭＥ−ＥＤＸＲＦ）分析器は、本発明に従って、この応用のためにも使用することができる。エンジン技術は、例えば、共通に譲渡され、「ＸＲＦ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｂａｎｄｓ  Ｉｎ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ」と題された特許文献１７（参照により全体が本明細書に組み込まれるものとする）に開示されている。一実施形態では、このエンジン９０は、図３に模式的に示すようなＨＤ  ＸＲＦとして知られている単色励起を含む。ＨＤ  ＸＲＦは、多元素（multi-element）分析技術であり、従来のＥＤまたはＷＤ  ＸＲＦを超える大幅に強化された検出性能を提供する。この技術は、サンプル４２上に集束領域または焦点４３を照射する最先端の単色化・集束光学系１４”を適用することで、サンプル中の広範なターゲット元素を効率的に励起するエネルギー励起ビームを複数選択することを可能にする。単色化励起は、蛍光ピーク下の背景散乱を劇的に低減し、元素の検出限界および精度を大きく高める。
【００３１】
図４は本発明によるサンプル走査装置１００の斜視図、図５は正面図であり（同様の参照番号が同様の要素に使用されている）、図６の例示的なサンプルセルと組み合わせて使用される。
【００３２】
図４〜図６を参照して要約すると、サンプルセル１４２は、サンプルセル・キャリッジ１１０に装着されたサンプルカップ回転器１２０に配置することができる。セル１４２／回転器１２０は回転経路１２１に沿って共に回転すると同時に、横方向往復動経路１１１に沿ってキャリッジ全体１１０とともに横方向に移動し、それによってＸ線エンジン（全体的には示されていない）の集束領域２４３（図５）を通過するサンプルが走査される。経路のタイプ（回転および直線状）は単なる例示であって、本発明の原理に従って任意の経路タイプを使用することができる。
【００３３】
サンプルセルは、予めフィルムを付けた（pre-filmed）精密サンプルセル１４２とすることができ、これは、内部のサンプル容器を形成する外側本体と、サンプルを受け入れる上端部１４５と、分析器に配置されたときにＸ線ビームの入力２１４および出力２２０を透過するための予めフィルムを付けた下端部１４７と、を含む。上述のように、サンプルの集束領域または焦点２４３はこれらのビームを用いて形成することができる。サンプルセルの下端部１４７は、本体の下端部の周りにきつく包まれ、公知の技術を用いて所定の位置に保持することができるフィルム（例えば、マイラー）で形成されてもよい。フィルムは、好ましくは、サンプルを保持するのに十分な強度を有する一方、Ｘ線の透過を可能にし、且つＸ線分析エンジンからおよびＸ線分析エンジンに蛍光Ｘ線が得られるように設計される。一実施形態では、サンプルカップは、図６に示すおおよその寸法１４４を有するＣｈｅｍｐｌｅｘのサンプルカップとすることができる。または、共に譲渡された特許文献１８（参照により全体が本明細書に組み込まれるものとする）に開示されているようなＸＯＳ  Ａｃｃｕ−Ｃｅｌｌであってもよい。例示的なサンプルのタイプには、液体、部分的液体、粒状の液体／固体材料の混合物（例えば土壌）、または固体（例えば、粉末）のサンプルが含まれる。
【００３４】
横方向往復動の経路１１１は、例えば装置ベース１０２に堅固に取り付けられたモータ１１４を用いて実現される。モータ１１４は中心シャフト１１６を含むことができ、これはキャリッジ１１０に堅固に取り付けられたカムフォロア１１２に対してカム１１８を付勢する。それにより、キャリッジが経路１１１に沿って直線的に前後進移動する。キャリッジ１１０を直動ステージ１０４に搭載することで、経路１１１に沿った真の直線運動が確保されるようにしてもよい。
【００３５】
同時の回転の経路１２１は、例えばキャリッジ１１０に堅固に取り付けられたモータ１２４を使用して実現することができる。これは、サンプルカップ回転器１２０の外表面に対して摩擦駆動ホイール１２８を付勢する中心シャフト１２６を含み、それによってＸ線エンジンの集束領域２４３に対してサンプルセル１２０が回転する。
【００３６】
図７は、本発明によるサンプルセルの下端部に対する例示的な、螺旋状サンプル走査パターン１４６を示す。このパターンは、Ｘ線エンジンの集束領域に対してサンプルセルの下端が移動する、上述した同時の回転および横方向の経路に基づく。この螺旋状のパターンにより、サンプルセルの表面領域の大部分（従ってまた、不均質なサンプルの対応部分）がエンジンの集束領域２４３内に収められ、それによって、このパターンに沿った連続的および／または離散的な測定の可能性が提供される。これは、サンプルの局所領域についての検査対象測定結果を提供するとともに、サンプル内に局所的な不均一が存在しても、サンプル体積中の検査対象全体の濃度を表す測定値を提供する。
【００３７】
モータ１１４および１２４は、オペレータおよび／または事前にプログラムされた選択に応じて、所望の測定時間にわたって所望の速度で動作することができるようにプログラム可能であり、任意のタイプの走査パターンおよび測定周波数が実現される。連続的および／または離散的な測定をパターンに対して行うことができ、すべての結果は、個別に、またはそれらの合計もしくは平均の任意のタイプ（複数可）として、オペレータに提示することができる。このプログラミングは、分析器内の他のプログラミングとともに、または分離して制御することができる。
【００３８】
本発明に従って測定される例示的な検査対象としては、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｒおよび／またはＳｅが含まれる。土壌中の測定対象とされる特に関心のある元素には、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＣｒおよびＣｕが含まれる。
【００３９】
本明細書では好ましい実施形態が示され、詳細に説明してきたが、当業者に明らかなように、本発明の精神から逸脱することなく種々の変更、追加、置換等を行うことが可能であり、従ってこれらは、特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内のものであると考察される。
【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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【国際調査報告】
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