フレームセル

従来のフレームセルへの変更

フレームアトムセルの使用は、ルーチン分析測定に多くの利点があります。 すなわち、ほとんどの元素が適切な炎によって容易に霧化できること、炎色セルは容易に最適化でき、使用も簡単であること、長い歴史のためにその基本的な挙動について多くのことが知られていること、などである。 また、炎は安定した信号を出し、S/N比やS/N比が良いので、広い波長範囲(200〜800nm)で感度や精度(0.4〜2%r.s.d.)が良好であることも特徴である。 しかし、従来のフレームセルを使用する場合、実用上のデメリットも少なくない。 その第一は、従来の間接炎方式では、溶液の10%程度しか炎に到達しないため、比較的大量の溶液を必要とすることである。 また、試料は炎中を通過する時間が短いため、前述のように不完全な気化の可能性があり、さらに一旦形成された原子は、炎を支えるための比較的高い流量の未燃焼ガスによる希釈の影響を受ける。 原子が分析容積内で過ごす時間は10-4秒と見積もられており、安定した信号を得るために必要な時間よりもはるかに短い。 また、水溶液の導入はうまくいきますが、有機溶媒のネブライジング(炎が消える可能性があります)や固体の導入には困難が伴います。 これらの欠点を克服するために、フレームセルへの多くの修正が提案されている。

パルスネブライゼーション(離散サンプルネブライゼーション、直接注入カップネブライゼーション、ガルプサンプリング、ヘッシュトカップネブライゼーションとしても知られている)の技術を使用して小さなサンプル(25~200mm3)を導入することができる。 この技術は、通常のネブライゼーションより高濃度の場合にも採用されることがある。 ネブライザーのチューブに不活性物質(ポリテトラフルオロエチレンなど)でできたカップまたは漏斗を取り付け、マイクロピペットを使ってサンプルをカップに分離した分量で投入する。 試料は完全に消費され、過渡的なピーク信号が記録されます。

Tピースを用いてネブライザーに接続した分岐取り込みキャピラリーの使用は、バッファまたはイオン化抑制剤が必要な場合に有利になることがあります。 また、水系標準液を用いた有機抽出物の校正も可能で、時間のかかる溶液調製を避けることができます。 この方法は、新しい化学物質を使用する、より複雑なフローインジェクションシステムにも同様に拡張することができる。

最後に、一般的に採用されている改良は、サンプリングボートとカップの使用である。 このような装置の最初の例の1つは、カーン・サンプリングボートで、サンプルは単に炎の中に押し込まれたタンタルボートから蒸発させられた。 霧化しやすい元素では感度の向上が期待できるが、再現性が悪いことが多い。 この方法を改良したものが、後に(1970年)Delvesによって報告されました。彼はタンタルボートの代わりにニッケルのマイクロクルーシブル、いわゆるDelvesカップに置き換えました。 このカップは、炎中に挿入して微粒化する前に、炎の近くに置いて試料を炭化させることができる装置に取り付けられている。 ニッケル吸光管も炎の中に設置し(中空陰極ランプの光を妨げないように配置)、その長さの半分の穴から原子が入るようにしました。 こうすることで、炎の中での原子の滞留時間を長くすることができる。

分析領域での原子の滞留時間を増加させ、検出限界を向上させるための管の使用は、最近になってさまざまな用途で報告されるようになった。 このような管はシリカから作られることが多く、バーナースロットの真上に1つ、もう1つは通常180°にスロットがあり、高温ガスの乱流を減少させるために使用される。 このような管による感度の向上は、一般に、火炎中で基底状態にある原子に容易に解離する元素に限られる。 亜酸化窒素-アセチレン炎を使用して通常最もよく測定される遷移金属の一部のような、金属-酸化物の解離エネルギーが比較的高い元素は、この高温の炎が水晶管に与える過度の熱衝撃のために除外されます。 例えば、炎中の背景放射の原因となるブランド化した連続スペクトルの緩和には役立たない。 帯状スペクトルは、火炎ガス中の励起分子やラジカルから生じ、連続スペクトルは、これらの種の解離、イオン化、再結合から生じます。 このような背景放射は、低波長(200nm以下)の炎を使用する場合に特に問題となる。 このほか、光路中の粒子状物質による散乱放射や、爆発の危険性(燃焼速度の速い炎では常に存在する)、有毒な火炎生成物(抽出システムの使用が必要)など、炎の使用に関するさまざまな安全上の問題がある

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