フィッション・トラック

ニュースレター第34号

22 - 24

2021年

レーザーパラメータがLA-ICP-MS分析結果に及ぼす影響
伊藤陽平*・田村明弘*・長谷部徳子*

Eﬀect of laser parameters on LA-ICP-MS analysis
Yohei Ito*, Akihiro Tamura* and Noriko Hasebe** 金沢大学, Kanazawa University

はじめに

トは外部標準・内部標準を用いてキャリブレー

ロゾル生成のためのレーザーアブレーション，元素の濃度が既知の参照物質を未知試料と共にションを行い濃度に換算した．外部標準は目的

一般的にLA-ICP-MS分析では,（1）試料エア分析しカウントの比から濃度を求めるために用（2）エアロゾルの輸送,（3）ICPトーチ内のエい，内部標準は外部標準および未知試料の両方アロゾルのイオン化の3つの段階を経て同位体で既知量の同位体または元素を使用し質量分析が測定される．試料の分析結果の確度および精系への試料の輸送量の違いを校正するために用度は，それらの各段階プロセスの最適化，およいる．単一粒子試料のDurangoアパタイトと3F

び粒径や調製方法などによる試料の状態に依存

ジルコン (Hasebe et al., 2009), 粉末試料のしている．金沢大学ではこれまでエキシマレー

BCR-2とJA-2を分析試料として使用した (Imai

ザー（波長193 nm)（Morishita et al., 2005)

et al. 1995; Jochum and Nohl, 2008) ．ウラを利用していたが，装置の老朽化に伴いYAGン濃度を調整したシリカゲルペレットの分析かレーザー (New Wave Research社, UP-213)

らペレット分析確度を確認した．粉末試料ペを導入した．本研究ではYAGレーザー（波長レットの調製方法は以下である．粉末試料を213 nm）への変更に伴い，LA-ICP-MS測定結

メノウ乳鉢で入念に粉砕した後，アルミニウム果がどのように影響を受けるか評価するためリングの中央の穴に入れる．その後タングステに，レーザーアブレーション段階でのレーザーンカーバイドで挟み，このブロックを300 kN

パラメータの影響の理解に焦点を置き，単一結で60秒間加圧し潰してペレットを作成した (Ito

晶試料および粉末試料ペレットのそれぞれでet al., 2009)．またタブレットの調製方法は以レーザースポットサイズ，フルエンス，照射速下である．粉末試料をシリコンケースに満たし度を変更したLA-ICP-MS分析を行なった．

真空下にて室温で固まる樹脂 (Struers社，ICP-MS分析はAgilent 7500sで行なった．またEpoFix) を垂らし固める．真空下で樹脂を垂ら

粉末試料のLA-ICP-MS分析に圧縮ペレットをすと質の良いタブレットができることが報告さ

利用した場合，広いスポットサイズや高い照射れている (Shaheen et al., 2017)．

速度などのペレットへの衝撃が大きいレーザー

レーザーの設定は，単一結晶試料ではスポッ設定では3回程度の分析でペレットの破損が確

トサイズ 15 ~ 30 µm，照射速度 3 ~8 Hz，フ認された．そこで，先行研究の報告例は少ない

ルエンス 4 ~ 12 J/cm²で変更した値で7つの設が，複数回の分析が可能な強度を保有するLA-定を準備し，粉末試料ペレットではフルエンICP-MS分析用の樹脂タブレットが，粉末試料の分析に利用可能かの調査を行った．

ス 6 ~ 8 J/cm²で一定としてスポットサイズ実験更した4つの設定を適用し分析を行った

100 ~ 200 µm，照射速度 5または10 Hzで変(表１)．

LA-ICP-MS分析で得られた各同位体のカウン

22

結果と考察reference samples, “Igneous rock

もったところ，単一結晶試料では広いスポット

1995

series”. Geochemical Journal, 91, 91-95,

分析誤差の相対値に基づき分析の精度を見積

Ito, K., Hasebe, N., Sumita, R., Arai, S.,

サイズと高いレーザー照射速度が，8 J/cm² 程Yamamoto, M., Kashiwaya, K. and度のフルエンスのレーザー設定において，比較

Ganzawa, Y. LA-ICP-MS analysis of

的精度が高い分析に繋がった (図１)．粉末試料

pressed powder pellets to luminescence

ペレットでは推奨値との比較から評価すると，geochronology. Chemical Geology, 262,

スポットサイズは175 µm程度であること，ま131-137, 2009

た強度を考慮してレペティーションレートを設

Jochum, K.P. and Nohl, U. Reference

定することが質の高い分析に繋がった (図２)．

materials in geochemistry andエキシマレーザーを用いた実験 (Ito et al.,environmental research and the2009) よりマトリックス効果の影響を受けやす

GeoReM database. Chemical Geology,

く，同じペレットを外部試料とすることが推奨

253, 50-53, 2008

された．樹脂タブレットでは，樹脂からの干渉

Morishita, T., Ishida, Y. and Arai, S.の影響は誤差の範囲内ほどの小ささであったた

6~8 J/cm²
めカウントの点からペレットに代わる試料準備
5,10 HzS 4法としての可能性が認められた（図３）．

Sx determination
100~200µm of multiple
Simultaneousu traceSelement
u compositions in thinc(<30µm) layers of BCR-2G by 193 nm
ArF excimer laser ablation-ICP-MS:

文献

c Andrew Carter,
N Anthonyc
Noriko Hasebe,
J.u
x and Shoji
I Arai, The eﬀect ofHurford,IMchemical etching on M
LA-ICP-MS
analysis

limplications
s for matrix eﬀect Iand
M elemental
8 J/cm² fractionation
con cquantitative
analysis. Geochemical Journal, 39,

c in determiningox
175µm327-340, 2005
iuSuranium concentration
J.E., Fryer, B.J.
c I M.E., Gagnon,M
f o r ﬁ s s i o n - t r a c k c hur o n o m e t r y . M Shaheen,
and Polat, A. A simple
GeologicalSpecial Publicationu SocietyI
6 4, npc
uand rapidmmethodfor preparing a diversityof“Thermochronologicalmethods: fromMurocpowdered materials
analysispalaeotemperature
constraints
to cfcck forc
oby laserlandscapeevolution Smodels”
324,tcM korablation inductively coupled plasma

mass spectrometry. International37-46, 2009

Journal of Mass Spectrometry, 421,
Imai,S., Geology,
Itoh, S. andIto K.,N.,et Terashima,al., Chemical
262,Ando,131-137,2009
values
3 4A.661994- compilation
6 46 4for
9 GSJ
4 04 104-115,
7 14 2017
3 65
6 E
(()
表1

レーザーパラメータの設定

表1. レーザーパラメータの設定
0DB7

6 A CCB7C 4E
5HHR-.

/)))

G 20./6 G51

F2378))))()))))

J))))23
図 1： 7 つのレーザー設定での Durango アパタイト、3F ジルコンの内部標準とのシグナル比の RSD。

)

-

表16 A CC5FHH

6 A CCHH )B7C 6 4EA CC5HR 0DB7G 2. 0/レーザーパラメータの設定
表61A Cレーザーパラメータの設定
C )B7C 4E )))B7C 4E)
5H.

0DB7/)-B7C) 4EFHFH5)

0DB7)
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RG 201)

12)(RG 2 RG) 0DB7) 2)))
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図 1： 7 つのレーザー設定でのDurango アパタイト、3Fジルコンの内部標準とのシグナル比のRSD。
図 1： 7 つのレーザー設定でのDurango アパタイト、3Fジルコンの内部標準とのシグナル比のRSD。

図1．7 つのレーザー設定での Durango アパタイト，3F ジルコンの内部標準とのカウント比のRSD．

図 1： 7 つのレーザー設定でのDurango アパタイト、3Fジルコンの内部標準とのシグナル比のRSD。
図 1： 7 つのレーザー設定でのDurango アパタイト、3Fジルコンの内部標準とのシグナル比のRSD。

図 2： 4 つのレーザー設定でのBCR-2 と JA-2BCR-2ペレットの²³⁸U濃度。凡例は外部・内部標準を表している。
図 2： 4 つのレーザー設定でのと JA-2 ペレットの²³⁸U濃度。凡例は外部・内部標準を表している。
図 2： 4 つのレーザー設定でのBCR-2と JA-2 ペレットの²³⁸U濃度。凡例は外部・内部標準を表している。
図 2： 4 つのレーザー設定でのBCR-2 と JA-2ペレットの²³⁸U濃度。凡例は外部・内部標準を表している。

図2．4 つのレーザー設定での BCR-2 と JA-2 ペレットの238U 濃度．凡例は外部・内部標準を表している．

²⁹Si
⁸⁵Rb
²⁰⁶Pb
⁴³Ca
²³⁸U
²³²Thu raI
crc
図3．試料を入れない樹脂タブレットのカウントと試料入りタブレットのカウントの比較．
c24))