Agilent ICP-MS ジャーナル
2012 年 3 月 – 第 49 号

本号の内容
2-3

新製品 Agilent 8800 トリプル四重極 ICP-MS :ハードウェアと技術の紹介

4-5

Agilent 8800 ICP トリプル四重極 : 測定モード

6

Agilent 8800 ICP-QQQ を用いたセレンの

78800 ICP トリプル四重極の MS/MS モードを

8

新登場 : スペシエーションハンドブック第 2 版、WPC 2012 で注目を集めた
Agilent 8800 ICP-QQQ、イベント情報、Agilent ICP-MS 関連資料

トリプル四重極オンライン同位体希釈法用いた高純度化学物質の分析

特集号

新製品

Agilent 8800 トリプル
四重極 ICP-MS :ハードウェアと技術の紹介
Ed McCurdy、山田 憲幸、杉山 尚樹
アジレント・テクノロジー

アジレントは、市場をリードする 7700 シ
リーズ ICP-MS の成功をもとに、ICP-MS
技術に変革をもたらす革新的な装置を発表しました。それが、Agilent 8800 トリプル
四重極 ICP-MS です。

CRC を用いた干渉除去

現在の ICP-MS 技術

四重極 ICP-MS のコリジョン/リアクションセ

世界で販売されている ICP-MS の大部分

ルでは、以下のいずれかを利用できます。

(約 90 %) では、四重極質量分析計 (ICP-• コリジョンモード、不活性セルガス (通常QMS) が用いられています。その他の構成はヘリウム) を使用(二重収束型、飛行時間型) が、残りの 10 %• リアクションモード、H2、O2、NH3 などのリを占めています。ほぼすべての業界で、微量アクションガスを使用

金 属分析の主要メソッドとして ICP-QMSが使用されていることからもわかるように、

現在のシングル四重極 7700 シリーズ ICP-QMS には、感度、シンプルさ、コスト、スピー

MS におけるヘリウム (He) モードについて

ド、柔軟性という点で明らかな利点がありは、複雑で単一マトリクスでなくかつ高マト

ます。

リックスのサンプルにおいて、信頼性の高い

過去 10 年でコリジョン/リアクションセル

多元素同時分析を実施できるという利点が(CRC) 技術が開発され、普及したことで、
ICP-MS の応用範囲がさらに広がり、これま論文などで示されています。He モードは、世界中の幅広い業界やアプリケーションで使用されていますが、いくつかの制限もありまでは対応が困難だったサンプルや干渉を受す。
He モードは、同重体オーバーラップ (40Ca

けやすい元素でも、より微量レベルかつ高における 40Ar など) を除去することは難し

い信頼性で測定できるようになっています。

く、二価イオンの干渉除去には効果的ではありません。リアクションガスを用いれば、一部のきわめて強い干渉をより除去することがで

高マトリックス導入(HMI) 技術

全質量範囲でイオンを収束する
引き出し電極およびオメガレンズ

きます。高純度半導体材料のような、干渉を受ける元素を極微量 (ppt) で測定することが求められるアプリケーションでは、リアク
ションガスが必要となることがあります。しかし、従来の四重極 ICP-MS で用いられているリアクション法には、以下のような理由か
ら、複雑で単一マトリクスでないサンプルの分析において欠点がありました。
• 特定の干渉除去を目的とする反応により、他の副生成物イオンに起因する新たな干渉が生まれる可能性がある。
• 反応性の高い測定元素を別の質量へ移動させ、元の干渉から分離するマスシフト法
でも、移動させた質量数において他の元素、マトリックス、副生成物イオンが存在する可能性がある。
イオンやセルにおける反応はサンプル組成による影響を受けるため、これらの欠点は、未知サンプルや単一マトリックスでないサンプ
ルにおいて特に問題となります。

第 1 の四重極 Q1 : セルに進入するイオンを選択する高周波双曲線状四重極質量分析計

低流量サンプル
導入システム4 つのセルガスラインを備えた
第 3 世代のコリジョン/
リアクションセル (ORS 3)

9 桁の
ダイナミックレンジを備えた
エレクトロンマルチプライア(EM) 検出器

堅牢な
高温プラズマイオン源

ペルチェ冷却スプレー
チャンバー

イオン透過率が高く、耐マトリクス性に優れた
インターフェース

第 2 の四重極 Q2 : 検出器へ至るイオンを選択する高周波双曲線状四重極質量分析計

図 1. Agilent 8800 トリプル四重極 ICP-MS の概略図

2 Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 3 - 49
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月 第

号

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8800 ICP トリプル四重極
新機種 Agilent 8800 は、四重極 ICP-MSにおけるリアクションセルガスのこうした問題を解消するために開発されたもので、タンデ
ム質量分析計構成により MS/MS モードでの使用が可能です。MS/MS モードでは、第1 の四重極（Q1）がユニットマスフィルターとして機能し、測定元素および同じ質量数の干渉以外の全ての質量数を除去します。そのため、セルに進入するイオンがシンプルになるだけでなく、サンプルマトリックスや他の元素の濃度が変化した場合でも、イオンが一定に保たれます。ICP-MS/MS は、リアク
ションモードを現在の限定的な役割から、応用性の高い信頼できる分析ツールに変える技術なのです。
Agilent 8800 は、世界初で唯一のトリプル
四重極 ICP-MS ですが、基本的な機器構成
は、ORS3 セルの前に配置された Q1 を除き、7700 と同じです。7700 と同様、セルにはオクタポールイオンガイドが使用されています。
「トリプル四重極」という用語は、コリジョン/
リアクションセルの前後に 2 つの四重極質量分析計を用いた有機タンデム質量分析計
における慣習に基づいています。概略が図1 に示されています。8800 においても 7700と変わらないサンプル導入部と Q2/検出器が構成されています。
インターフェースと真空システムの改良により、8800 を「シングル四重極」モードで使用する際には、7700 に比べて感度が 2 倍に向上し、バックグラウンドが 5 分の 1 になります。
8800 は、高性能 (次の記事を参照) と柔軟性が両立するように設計されています。この

図 2. Agilent 8800 ICP トリプル四重極の MassHunter 画面

柔軟性の高いセルモード機能を実現していこれらの LC および GC モジュールは、8800

るのが、4 チャンネルのセルガスフローコントのソフトウェアから直接コントロールできまローラです。1 つのチャンネルが 7700x にす。このソフトウェアは、7700 シリーズで使匹敵する He モード性能を提供し、他の 3 つわれている定評のある MassHunter をベーのリアクションガスラインのうち、2 つが高流

スにしています。8800 用 MassHunter (図

量 (最高 10 mL/min) に、1 つが低流量 (最2) により、システム最適化およびメソッド開高 1 mL/min) に対応することで、究極の柔発ツールが、一貫した動作と信頼性の高い軟性が実現しています。

実績のある 7700 プラットフォームがベース
実績のある 7700 シリーズ ICP-MS のサン
プル導入およびプラズマ技術を踏襲しているため、優れた信頼性があり、メンテナンスがしやすく、共通の消耗部品を用いることが可能です。堅牢性のあるプラズマと高マトリッ
クス導入システム (HMI) により、8800 でも
7700 と同様、比類のないマトリックス耐性システムは、4 つのアルゴンガスマスフローコが実現しています。

ントローラ (プラズマガス、補助ガス、メイク

この共通性のある装置構成により、サンプル

アップ/希釈ガス、ネブライザガスに対応) のほか、O2/Ar (有機溶媒分析用)、He キャリア
ガス (レーザーアブレーション用)、N2 (プラズマ条件の補正用) などのオプションガスに導入オプションとオートサンプラも両方の機器で共通になります。新しいバイオイナート
LC やキャピラリ LC システムなどの Agilent
LC および GC モジュールをはじめ、他のデータを提供することを可能にします。7700と同様、スタートアップ機能により、システム
ハードウェア (トーチ軸や EM 設定など) を自動的に最適化し、オートチューン機能により、任意のバッチやアプリケーションに応じて他のシステムパラメータを最適化できます。

結論
比類のない He モード性能を備え、幅広い業界やアプリケーションの複雑かつ単一マトリクスでないサンプルを確実に分析できる
7700 が、高性能四重極 ICP-MS の代表格であることは変わりません。その 7700 に新たに加わった 8800 ICP トリプル四重極は、
ICP-MS 技術に変革をもたらし、リアクショ
ンモードの性能を一新する画期的なシステムです。

対応する第 5 のガスラインも備えています。

7700 周辺機器も 8800 に対応しています。

Q1 – セルに進入するイオンを選択

ORS3 – コリジョン/リアクション

Q2 – 目的元素の質量を選択• サンプル組成が変化しても反応が• イオンが反応し、中性化または移動• プロダクトイオンを生成• 干渉のない分析対象イオンが EM へ

シンプルかつ理論的

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ガスを付加

到達

Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 年 3 月 - 第 49 号

3

Agilent 8800 ICP
トリプル四重極 :測定モード

Ed McCurdy、Glenn Woods、
山田 憲幸

アジレント・テクノロジー

新しい Agilent 8800 では、従来の四重極
ICP-MS に比べて性能が向上しているほか、トリプル四重極構成を備えていることから、いくつかの独自の測定モードを利用できます。この新しいモードにより、最先端の研究に対応する比類のない柔軟性に加えて、これまでの四重極 ICP-MS では不可

MS/MS モード

能だったレベルの性能が実現しています。

8800 のまさに画期的な性能を生み出してい独自の測定モード

るのは、トリプル四重極構成です。8800 は

新しい Agilent 8800 のトリプル四重極構成

MS/MS モードで測定する独自機能を備えは、セル内の反応プロセスをこれまでにないています。MS/MS モードでは、Q1 と Q2 のレベルで制御することで、リアクションガス

両方がユニットマスフィルターとして機能しま

使用時において予測可能でより信頼性の高す。このモードでは、Q1 がコリジョン/リアク

いデータを提供します。トリプル四重極構成

ションセルに進入するイオンを制御するため、により実現する最先端の MS/MS モードにターゲット以外の質量が排除され、共存する

ついてはあとで説明しますが、8800 は従来

他の分析対象物やマトリックス元素が変化しの四重極 ICP-MS でおなじみのモード (ノーても、その質量における干渉の除去に用いらガス、He モード、ホットおよびクールプラズ
マなど) でも使用できます。この設定では、8800 は第 1 の四重極 (Q1) がイオンガイドとれる反応プロセスが乱されることはありません。これにより、リアクションモード ICP-MSの性能と応用性が革新的に進化しています。

して機能する「シングル四重極」モードで測分析対象物の反応性が高く、干渉の反応性が低い場合は、質量シフトを用いた MS/MS
モードを使えば、新たにセルで生成されたプ
ロダクトイオンとして、干渉を受けない質量で分析対象物を測定することができます。このモードを用いた硫黄の分析を図 2 に示しています。この分析では、O2 セルガスを用いた反応により生成された SO+ イオンとして硫黄が測定されています。O2+ は O2 セルガスと反応して O3+ を生成しないので、元の質量で干渉する 16O2+ から 32S を分離することができます。図 2 で示す SO+ の質量スペクトルでは、S 同位体アバンダンスが SO+ ピークパター
ンで維持されていることが見てとれます。

8800 の MS/MS モード性能は、図 1 および定します。

2 の検量線とスペクトルに示されています。
図 1 は、高純度 H2SO4 に含まれる V の検

シングル四重極モード量線を示しています (1:10 w/w で希釈後、従来の四重極 ICP-(Q)MS メソッドが必要な

9.8 % で直接測定)。NH3 セルガスの使用に場合、8800 を「シングル四重極」モードで使より、質量 51 で V に干渉する SO+ と SOH+

用することができます。このモードでは、Q151 +が迅速かつ効果的に除去され、V をきわめが以下のいずれかとして機能します。
• シンプルなイオンガイド (質量選別なし)。
すべての 質量 がセルに進 入するので、7700 などのコリジョンセルを備えた従来て低濃度で直接測定することが可能になっています。バックグラウンド相当濃度 (BEC)と検出下限 (DL) は 0.13 ppt です。

のシングル四重極 ICP-MS と同様に機能

図 2. SO+ プロダクトイオンのスペクトル。
S 同位体テンプレート適合を表示します。
• 調節可能なバンドパスフィルター (Q1 低質

リアクションガスと質量シフトモードは、従来

量および高質量カットオフを Q2 質量と同の四重極 ICP-MS でも使用できますが、い期的にスキャン)。このモードでは、バンド

くつかの制約により、精度が低下したり、こパス枠外のイオンは Q1 により除去され、れらのモードを使用できるアプリケーション

セルに進入しませんが、それ以外の点にの範囲が狭くなったりすることがあります。

ついては、四重極イオンガイドをベースに

S 分析の場合、主要な 32S 同位体に由来すした「スキャン」セルを備えた従来の四重る SO+ プロダクトイオンは質量 48 に現れま

極 ICP-MS と同様に機能します。

すが、この質量には Ca と Ti の天然同位体も存在するため、こうした元素が高濃度または可変濃度で存在すると、SO+ 分析で干渉
図 1. 9.8 % H2 SO 4 中に含まれる V の検量線。
BEC および DL は 0.13 ppt

4 Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 3 - 49
年

月 第

号

が生じる可能性があります。有機溶媒を用いる場合には、質量 48 で 36Ar12C+ も SO+ に干渉します。
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MS/MS モードでの同位体分析
従来の四重極 ICP-MS では、各反応プロダ
クトイオンが、干渉する複数の同重体が混在した状態になることがあります。SO+ の例
では、プロダクトイオン 34S16O+ (質量 50) に32 18 +34
S O が干渉するため、
S と 32S の相対アバンダンスの変化を区別することはできず、同位体希釈法や同位体トレーサー法の信頼性が低くなります。しかし、8800 の MS/MS
モードでは、一度に 1 つのターゲット同位体
質量のみをセルに進入させ、特定の反応イオ
ン (+ 16O) をモニタリングし、ターゲット元素の相対同位体アバンダンスを維持することが32 16 +S O を質量 48 で測定するとき可能です。
34には S はセルに進入せず、34S16O+ を質量50 で測定するときには 32S はセルに進入しないため、同位体パターンの混合が生じることはありません。

ニュートラルゲインスキャン
上の例で説明した SO+ 測定は、ターゲットのプロダクトイオンがあらかじめわかっているため、通常のピークジャンピングモードを用いておこなうことも可能です。しかし、図 2のスペクトルは、MS/MS モードのトリプル四重極構成により実現する別の効果的なモードを示唆しています。それが、ニュートラル
ゲインスキャンです。このモードでは、Q1 とQ2 の両方がスキャンされますが、各設定質量の質量差をユーザーが定義することができます。たとえば、O 原子が付加されたプロ
ダクトイオンを測定する場合、Q2 を Q1 + 16
amu でスキャンします。ニュートラルゲインス
キャンの別の例を図 3 に示しています。この
図は、O2 セルガスを用いた Ti 分析について、
質量 62 〜 66 で生成された TiO+ プロダク
トイオンを示しています。4 つのスペクトルを重ねて表示しています。この図を見ると、単一元素の標準でも、Ni、Cu、Zn といった他の元素が存在する場合でも、1 ppb Ti について一貫した同位体パターンが得られていることがわかります。すべてのサンプルにおい図 4. NH3 セルガスを用いた Ti 分析の 8800 MS/MS モードによるプロダクトイオンスキャンて、Ti 同位体パターンがテンプレートに完璧に適合していることは、Ni+、Cu+、Zn+ が干渉する可能性のある TiO+ プロダクトイオン
測定における MS/MS モードの比類のない性能を裏づけています。従来の四重極 ICPMS では、TiO+ プロダクトイオンを生成する
ことはできますが、生来の質量で TiO+ ピー
クに 62/64Ni、63/65Cu、64/66Zn の同位体が干渉する可能性があります。

プロダクトイオンスキャン
プロダクトイオンスキャンモードでは、Q1 をユーザーの定義した質量に設定し、ターゲッ
トのプレカーサイオン質量のみをセルに進入させると同時に、選択した質量範囲を Q2 でスキャンし、セル内で生成されたすべてのプ
ロダクトイオンを測定することができます。セル内で生じる反応プロセスについて独自の枠を設定できることに加えて、Q1 でセルへの進入を許された単一の質量に由来するプ
ロダクトイオンのみを測定できるプロダクトイ
オンスキャンモードは、きわめて有効な分析
モードといえます。
このモードでは、複雑で多様なサンプルの分析において、NH3 などの反応性の高いセルガスを用いることが可能です。他の元素に由来する天然イオンやクラスターイオンが、測定するプロダクトイオンに干渉することはありません。この点は、すべてのイオンがセルに進入し、共存するあらゆる元素やマトリック
スイオンから反応プロダクトイオンが生成する可能性のある従来の四重極 ICP-MS 分析と比べると、大きな利点となります。
図 4 の MS/MS モードのプロダクトイオンス
キャン図は、NH3 セルガスを用いて 48Ti を測定した際に生成されたクラスターイオンを示しています。多くのクラスターイオンが生成され、スペクトルは複雑に見えますが、Q1で他のすべての質量が排除されるため、すべてのクラスターイオンピークは 48Ti のみから生成されています。従来の四重極 ICPMS を用いた NH3 クラスターイオン分析では、分析上有効な Ti クラスターイオンであ48
TiNH(NH3)3+ (114)、
る 48TiNH+ (質量 63)、48+
TiNH2 (NH3)3 (115) のすべてに、他の複数の元素が干渉します。たとえば、48TiNH+
114
114
Cd、
Sn、
クラスターには 63Cu が干渉し、
64
+ 63
+
ZnNH2 (NH3)2 、 Cu(NH3)3 が質量 114に現れます。

プレカーサイオンスキャン
プレカーサイオンスキャンモードは、プロダク
トイオンスキャンと同様ですが、こちらのモードでは、Q2 がユーザーの定義したターゲッ
トイオンに設定され、選択した質量範囲を
Q1 でスキャンして、セルに進入して反応する
プレカーサイオンを選別します。
このモードを使えば、Q1 のスキャン範囲内にあるすべてのイオンについて、特定のプロダクトイオン質量をモニタリングすることがで
きます。

結論

図 3. O2 セルガスを用いた Ti 分析における 8800 MS/MS モードのニュートラルゲインスキャン

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この概要では、新しい Agilent 8800 ICP ト
リプル四重極、特にリアクションモードにおいて実現できるデータ品質と一貫性の向上を説明しています。MS/MS モードによりリア
クションモード分析にもたらされる比類のない柔軟性も紹介しました。8800 は、独自のアプローチにより干渉を除去し、反応化学を把握し、ICP-MS の歴史においてエキサイ
ティングな新章の扉を開くものです。

Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 年 3 月 - 第 49 号

5Agilent 8800 ICP-QQQ

78

5 ppb になるようにしました。3 つの Se 同位

Se (23.77 %)、82Se (8.73 %))ことがわかりました。

を用いたセレンのオンライン同位体
希釈法

体それぞれで積分時間を 1 秒とし、10 回繰

RF パワー (W)サンプリング深さ (mm)
キャリアガス (L/min)
スキャンモード

KED (V)

杉山 尚樹

セルガス

アジレント・テクノロジー、日本、東京

セルガス流速(mL/min)

はじめにり返し分析の平均を算出しました。これによ

1550
8
1.05
MS/MS
-6
O2 および H2O2 = 0.4
H2 = 2

り、測定した同位体比の値 rRm を算出しました。その後、同位体希釈法の式を適用して Se 濃度を計算しました [1]。
図 1 では、Se の定量結果を認定値に対する回収率として示しています。希土類の 2 価
イオン干渉により誤差が生じる可能性のあるものを含むすべてのサンプルで、Se の測定

表 1. 8800 ICP-QQQ 測定条件

セレン (Se) は、従来の ICP-MS 法では正確値が 認証値と良好に一致しています (90 〜O2 セルガスを用いた SeO+ 測定は、従来のな定量が難しい元素です。それにはいくつ

112 %)。

コリジョン/リアクションセル ICP-MS でも可かの理由があります。まず、Se に必要とされ結論

能ですが、サンプルに Zr、Mo、Ru が含まれる定量下限 (LOQ) が、たいていの場合はきている場合は、これらの同位体が m/z 94、

わめて低いという点です。また、Se のイオン

新しい Agilent 8800 ICP トリプル四重極

96、98 でターゲットの SeO+ イオンにオー

化ポテンシャルが高く (IP = 9.75 eV)、血漿を用いたオンライン同位体希釈法により、セバーラップするため、このメソッドは限定的中でのイオン化が制限されるため、感度が低レンを正確に測定できることが実証されまなものになります。それに対して、8800 の

くなり、マトリックスによる減感の影響を受けした。セルの前に配置された Q1 を用いて、MS/MS モードでは、第 1 の四重極 (Q1) がやすくなるほか、適切な内部標準元素を見

ORS3 に進入するイオンを制御できる 8800

オーバーラップする可能性のあるすべてのイ極めるのが難しくなるという点があります。さの機能により、ICP-MS における反応化学がオンを排除するため、サンプルの組成にかからに、すべての Se 同位体が深刻な多原子イ

根本から覆されます。Agilent 8800 は、複

わらずすべてのサンプルにメソッドを適用す

オン干渉を受けてしまいます。

雑で可変的なサンプルでも一貫した反応プることが可能です。

同位体希釈 (ID) 法は、ICP-MS の一般的

ロセスを実現し、従来の四重極 ICP-MS よりな問題であるシグナルドリフトとマトリックス

セレンのオンライン同位体希釈法

減感の影響を最小限に抑え、高い精度が得

Oak Ridge National Laboratory (米国) かられることで定評があります。しかし、Se のら購入した 82Se を濃縮した標準物質 (82Se

定量に関する同位体希釈のアプリケーション

80
78
97.43 %、
Se 1.65 %、Se 0.51 %) を超純度

は、分析上有効な 4 つの Se 同位体のすべ

HNO3 に溶解し、適切な濃度に希釈しましてに影響を与える干渉が数多く存在するこた。その後、オンライン内標準混合キットをとから、限定的なものにとどまっていました。

用いて、この添加溶液をすべてのサンプルに同位体希釈法では、2 つの同位体が干渉を加えました。血漿中の Se のイオン化を向上

受けないことが必要です。

させるために、イソプロピルアルコール (IPA)

もずっと選択的な干渉除去を可能にします。
この研究では、ORS3 でリアクションガスとして O2/H2 を用いることで、希土類の 2 価イオンにより生じる Se 同位体への干渉を効果的に除去できることがわかりました。
この新メソッドでは、Zr、Mo、Ru なども第 1の四重極で除去されるため、これらの元素を含むサンプルにもメソッドを適用できます。
また、Agilent 8800 ICP トリプル四重極とO2/H2 セルガスを用いたオンライン同位体希を添加溶液に加え、サンプル中の最終濃度

セルガスモードの検証

釈法を使用することにより、さまざまな標準が約 1 % になるようにしました。同位体希釈

試料に含まれる Se を正確に定量できること

最適な 8800 ORS3 セルガス条件と、オンライ

法の詳細については参考文献 1 をご覧くだ

ン同位体希釈分析 (OIDA) メソッドにおけるさい。

も実証されました。

こないました。セルで生成したプロダクトイオ

分析結果

参考文献

ン SeO の測定においては、O2/H2 混合セル

開発した同位体希釈メソッドを用いて、12ガスを用いたときに、各ガスを個別に用いた種類の標準物質 (CRM) における Se の濃1. Giuseppe Centineo, et al, Agilent
pu bl ic a t ion , 59 9 0 - 9171E N, 2 011(www.agilent.com/chem/icpms で閲覧可能)
2. A. Henrion , Fresenius J Anal Chem,
1994, 350, 657-658

最良の Se 同位体を決定するための検証をお+場合よりもバックグラウンド相当濃度 (BEC)

度を測定しました。分析対象サンプルをすべが 低くなる(80Se (アバンダンス 49.61 %)、て希釈し、予想される Se 濃度が 100 ppt 〜

堆積物

河川水

カキ

ヒト毛髪

ムール貝

火山灰

河口堆積物

松葉

リンゴ L

トマト L

図 1. O2 + H2 質量シフトメソッドを用いた、同位体希釈法による 12 種類の標準物質中 Se の測定結果

6 Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 3 - 49
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8800 ICP トリプル
四重極の MS/MS

20 % HCl 中の V、Cr、Ge、AsCl マトリックスで懸念される主なスペクトルモードを用いた
高純度化学物質の分析

51
52
干渉としては、V（35Cl16O）、
Cr（35Cl16OH）、
72

Ge（35 Cl 37 Cl）、74 Ge（37 Cl 37 Cl）、75 A s（ Ar35Cl ）があります。8800 の MS/MS
40

モードを用いて分析した、20 % HCl 中のこれらの元素のバックグラウンド相当濃度

高橋 純一、山田 憲幸(BEC) と 3 シグマ検出下限 (DL) は、1 桁

アジレント・テクノロジー

ppt または ppt 以下のレベルでした (表 1)。

はじめに
半導体業界では、半導体装置製造に用いられる幅広い高純度化学物質に含まれる元素を微量レベルで測定できる分析評価手法が求められています。高感度かつ多元素分析できる ICP-MS は、そうした用途の標準分析手法として現在広く用いられています。
しかし、ある種のマトリックスに含まれる一部の元素については、従来の四重極 ICP(Q)MS では多原子イオン干渉により、微量レベルの分析が困難な場合がありました。
Agilent 8800 トリプル四重極 ICP-MS により、こうした分析の難しい元素も確実に測定10 倍希釈 H2SO4 中の P、Ti、V

一部の元素については、H2SO4 中で ppt
レベルでの分析が困難です（48Ti に対す
る 32S16O 干渉や 51V に対する 34S16OH 干渉など）。これらの元素とリン (14N16OH と
15

N16O による干渉を受ける) については、

8800 の NH3 リアクションモードを用いて、H2SO4 を 9.8 % になるように希釈して分析しました。得られた測定 結果を、Agilent
7700s ICP-MS の He コリジョンモードを用いた場合に得られる BEC と比較しました(表 2)。
31P

できるようになりました。
ORS3 ガス

NH3
31P/
31P14NH
3
BEC
0.16 ppb
7700s BEC 20 ppb

使用機器

Q1/Q2

測定装置は Agilent 8800 を使用しました。
HCl および H2SO4 の分析には、PFA ネブラ
イザ、標準石英スプレーチャンバー、2.5 mm
インジェクタ石英トーチを使用し、HF を含むサンプルの分析には、PFA スプレーチャン
バーと白金インジェクタトーチで構成される
HF 導入キットを使用しました。
インターフェー
スの材質は、Cu ベースの Pt サンプリング
コーンと Ni ベースのPt スキマーコーンを使用しました。ORS3 リアクションガスとしては、
酸素 (100 %)、水素 (100 %)、アンモニア (He中で 10 %) を使用しました。分析に用いたすべての試薬の金属不純物レベルは、各元素の濃度が 100 ppt 未満であることがメー
カーにより保証されているものを用いました。

図 1. Si 2000 ppm 中の 31P の検量線

48Ti

51V

NH3
48Ti/
48Ti14NH
2 ppt
60 pptNH3
51V/51V
0.1 ppt
3 ppt

表 2. 8800 の NH 3 リアクションモードを用いて分析した 9.8 % H 2 SO 4 中の P、Ti、V の BEC

2000 ppm Si マトリックス中の P と Ti
半導体関連メーカーでは、HF を含有し、Si
マトリックス濃度が 2000 ppm にもなることがある Si VPD サンプルを分析することがあります。このマトリックスでは、31P に対しては
30

48
SiH、
Ti に対しては29Si19F および 28SiFHが干渉します。8800 において低流量ネブラ
イザ (50 uL/min) を使用して分析しました。
高 Si マトリックスサンプルには、ロバストプラ
ズマ条件を適用しました。図 1 および 2 の検量線は、2000 ppm Si マトリックスにおいて、P (リアクションガスとして H2 を使用) お
よび Ti (リアクションガスとして NH3 を使

図 2. 2000 ppm ケイ素マトリックス中の 48 Ti の検量線用) に対するすべての干渉が効果的に除去されていることを示しています。

結論
8800 ICP-QQQ を使えば、ICP-QMS コリ
ジョン/リアクションセル技術では解決できな
いスペクトル干渉を効果的に除去することができます。8800 独自のタンデム MS 構成により、MS/MS 測定が実現することで、ORS3内での反応プロセスを精密に制御し、干渉をより効果的に除去することが可能になります。これにより、従来の四重極 ICP-MS で用いられる同等のセルガスモードよりも分析
データの信頼性が高まります。MS/MS モー
ドでは、セルに進入するイオンが制御されるため、HF、HNO3、HCl、H2SO4、H3PO4 な
どの複雑な高純度化学物質マトリックスや、
VPD サンプルでよく見られる高 Si マトリック
スでも、超微量不純物を測定することができ
ます。

V

Cr

ORS3 ガス

NH3

NH3

Q1/Q2

51V/51V

52Cr/

52Cr(NH

Ge

3)2

As

O2

O2

74Ge/

74Ge/

74Ge16O

74Ge16O

O2
2

75As/

75As16O

BEC (ppt)

0.4

13

4

3

20

DL (ppt)

0.4

8

1.5

2.5

2.5

表 1. 8800 ICP トリプル四重極を用いて分析した 20 % HCl 中の V、Cr、Ge、As の BEC と DL

www.agilent.com/chem/icpms

Agilent ICP-MS ジャーナル 2012 年 3 月 - 第 49 号

7

新登場 :
スペシエーション
ハンドブック第 2 版

WPC 2012 で注目を集めた Agilent 8800 ICP-QQQ

Steven Wilbur シニアアプリケーション
ケミスト、アジレント・テクノロジー

1 月にアリゾナ州ツーソンで開催された 2012 Winter Plasma Conferenceのランチョンセミナー
では、アジレントの Ed McCurdy による新しい Agilent 8800 シリーズトリプル四重極 ICP-MSの紹介を聞くために、80 人以上の参加者が集まりました。会議で参加者から寄せられたフィードバックはきわめて好評で、既存の ICP-MS システムでは対応できない分析上の難問を解決する 8800 の可能性を、多くの参加者に認めていただきました。
アジレントのICP-MS スペシャリストは、さらに 2 件の口頭発表と 5 件のポスター発表により、
アジレントが提供するスペシエーション ICPMS アプリケーションハンドブックの第 2 版(英語版) が、登場しました。
新しいハンドブックは、各スペシエーション分
析 (LC-ICP-MS、GC-ICP-MS ) をベースにした章で構成されています。各章では、世界各国の著名研究者による分析方法の紹介に

8800 の技術やアプリケーション機能を説明しました。また、アジレントのICP-MS ケミストによる Agilent 7700 シリーズ ICP-MS に関する 6 件のポスター発表もおこなわれました。Agilent
7700 シリーズ ICP-MS は、He モードにおける比類のない干渉除去性能を備えた高性能でコスト効率の良い ICP-MS の代表格という評価を得ています。
8800 の詳細については、www.agilent.com/chem/icpqqq:jp をご覧ください。

国際会議、ミーティング、セミナー

続き、研究者が寄稿したアプリケーションノー• NEMC 2012 : 8 月 6 〜 10 日、ワシントン DC、
www.nemc.us

トが収録されています。GC および LC のセク• Asia Pacific Winter Conference :ションには、詳細なトラブルシューティングセ

8 月 26 〜 29 日、韓国、チェジュ、http://apwc2012.dankook.ac.kr/

クションも盛り込まれています。

• JASIS (旧 JAIMA) : 9 月 5〜7 日、幕張メッセ、www.jasis.jp/2012/english/index.html

詳しくは担当営業、あるいはカストマコンタク• 21st International Symposium of Forensic Sciences ANZFSS (第 21 回法医学国際トセンタ (0120-477-111) までお問い合わせ

シンポジウム ANZFSS) : 9 月 23 〜 27 日、タスマニア、
ホバート、www.anzfss2012.com.auください。

Agilent ICP-MS 関連資料

最 新の ICP-MS 関連資料の閲覧、ダウンロードは、www.agilent.com/chem/icpms の「Library Information (ライブラリ情報)」から検索してください。

• アプリケーションノート : Low-level speciated analysis of Cr (III) and Cr (VI) using LC (IC)ICP-MS (LC (IC)-ICP-MS を用いた Cr (III) および Cr (VI) の微量スペシエーション分析)、
5990-9366EN ( 英語版 )• アプリケーションノート : Benefits of the HPLC-ICP-MS coupling for mercury speciation infood (HPLC-ICP-MS による食品中の水銀分析)、5991-0066EN ( 英語版 )• アプリケーションノート : Trace elemental analysis of distilled alcoholic beverages using
7700x ICP-MS (7700x ICP-MS を用いた蒸留酒中の微量元素の分析)、
5990-9971EN ( 英語版 )Agilent ICP-MS ジャーナル編集者

本書に記載の情報は予告なく変更されることがあります。
アジレント・テクノロジー株式会社© Agilent Technologies, Inc. 2012
Printed in Japan March 27, 2012
5990-9942JAJP

Karen Morton、アジレント・テクノロジー、
e-mail: icpms@agilent.com