レーザアブレーションICP質量分析 LA-ICP-MS

レーザアブレーションICP質量分析(LA-ICP-MS)とは

LA(Laser Ablationの略)とは、固体試料にレーザ光を照射しそのエネルギーで試料を蒸発・微粒子化するもので、レーザ光の制御により微小域(5μm~)や極表層の試料微粒子化が可能な技術です。また、ICP-MSは、電子温度が約9,000Kに達するプラズマをイオン源とした質量分析装置であり、その最大の特徴は「高感度で定量性が高い」と言うことにあります。例えば、水溶液試料ではppt(絶対量でfg)の検出能力を持ち、電子材料等の定量分析に利用されています。すなわち、LA-ICP-MSとは、レーザにより試料を微粒子化しながら超高感度なICP-MSで連続的に分析するものであり、今までの分析装置に無いユニークな特徴を持っています。

LA-ICP-MS の特長

レーザアブレーション装置の写真
レーザアブレーション装置
  • 高感度・迅速分析が可能
  • 前処理がほとんど不要で、非破壊に近い分析が可能
  • 溶解困難な固体試料も直接分析が可能
  • 局所的な分析が可能
  • 深さ方向分析・線分析・面分析(元素マッピング分析)
  • 広いダイナミックレンジ
  • 他元素同時分析が可能

装置の構成・仕様

レーザICP質量分析装置(LA-ICP-MS)の構成図
LA-ICP-MS 分析システム構成図
対象元素 Li~U (ガス成分を除く)
質量範囲 2~260m/z (測定禁止質量14,15N,16,17,18O,19F,20Ne,36,38,40Arを 除く)
励起方法 2段励起(レーザ/ICP・誘導結合プラスマ発光)
検出計 四重極型質量分析計 (二系ガスによる多原子イオン低減システム搭載)
レーザ波長 213nm
平均出力 2.0mJ
照射径 4~110μm(Circular○)※1μmピッチにて可変
4~75μm(Square□)※XY任意に1μmピッチ にて可変
周波数 1~20Hz
走査モード スポット・ライン・ラスター・グリッド・カーブ
試料ステージ移動速度 1~2000μm/s

事例

LA-ICP-MS による局所・深さ方向分析

LA-ICP-MS による局所・深さ方向分析

耳石による魚類生態研究への応用

耳石中の微量元素の定量分析をLA-ICP-MSで迅速に評価。魚の耳石中の微量元素を多元種同時に測定し、回遊魚の解析を支援。

耳石中の微量元素の定量分析
単位(wt%)
成分 NIES No.22(耳石CRM)1) イシモチ耳石 2)
認証値 LA-ICP-MS 化学分析値 LA-ICP-MS
半定量法 3) 検量線法 4) 半定量法 検量線法
Mg 0.0021 0.0025 0.003 0.0018 0.0025 0.0031
K 0.0282 0.0275 - 0.0861 0.1126 -
Ca 38.8 39.38 - 37 39.57 -
Sr 0.236 0.2209 0.2276 0.182 0.1858 0.1911
Ba 0.0003 0.0003 0.0004 0.0003 0.0003 0.0004

備考

1) 国立環境研究所 耳石標準試料(粉体)を乾燥後、加圧成形して共試料とした。

2) 国立東京海洋大学 ご提供試料(粉体)を乾燥後、加圧成形して共試料とした。

3) 40wt%ノーマライズによる半定量分析値。

4) Ca強度比-Ca濃度比による検量線法の分析値。

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