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公開番号2024146377
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023059232
出願日2023-03-31
発明の名称分光干渉判定方法、及び分光干渉判定システム
出願人アサヒプリテック株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/73 20060101AFI20241004BHJP(測定;試験)
要約【課題】既存の分光干渉データベースで想定されていない分光干渉であっても、分析者の熟練度に依存することなく自動判定できる方法を提供する。
【解決手段】判定対象元素の標準試料と、判定に供する測定試料との波形形状の乖離度合が所定の範囲を満たす測定波長のデータを、複数の異なる測定波長から絞り込む工程を行うことにより、既存の分光干渉データベースで想定されていない分光干渉であっても、分析者の熟練度に依存することなく自動判定できる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
判定対象元素を含む測定試料についてｎ（ｎ≧２の整数）種類の異なる測定波長で測定したｎ個の原子分光分析データを取得する、データ取得工程（Ｓ１）と、
前記ｎ個の原子分光分析データのうち一の測定波長（ａ）での原子分光分析データにおける前記判定対象元素の測定波形Ｗｍと、前記判定対象元素の標準波形Ｗｓとの乖離度合を示す乖離スコア［Ｐｓ］を算出する、乖離スコア算出工程（Ｓ２）と、
前記乖離スコア［Ｐｓ］が所定範囲内にない場合に、前記測定波長（ａ）での原子分光分析データを、前記判定対象元素の前記測定波長（ａ）における分光干渉度合が許容外として除外する、第１の分光干渉判定工程（Ｓ３）と、
前記ｎ個の原子分光分析データから前記第１の分光干渉判定工程（Ｓ３）によって除外されなかった他の測定波長での原子分光分析データのうち、一の測定波長（ｂ）での原子分光分析データにおいて、前記判定対象元素のピーク波長である対象波長に対して設定される干渉候補元素が、前記判定対象元素のピーク強度に与える影響度［Ｐｅ］を算出する、影響度算出工程（Ｓ６）と、
前記影響度［Ｐｅ］が所定範囲内に該当する場合に、前記測定波長（ｂ）での原子分光分析データを、前記判定対象元素の前記測定波長（ｂ）における分光干渉度合が許容外として除外する、第２の分光干渉判定工程（Ｓ７）と、を含む、分光干渉判定方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記判定対象元素が、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、及びＰｔからなる群より選択される元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記判定対象元素が、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｓｍ、Ｔｅ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｙ、Ａｌ、及びＺｎからなる群より選択される元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定試料が、低濃度金属元素と高濃度金属元素とを含み、
前記低濃度金属元素及び高濃度金属元素のうち、いずれか一方が前記判定対象元素、いずれか他方が前記干渉候補元素であり、
前記高濃度金属元素の濃度が、前記低濃度金属元素の濃度の８倍重量以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記データ取得工程（Ｓ１）が、
判定対象元素を含む測定試料についてＮ（Ｎ≧３の整数）種類の異なる測定波長で測定したＮ個の原子分光分析データを読み込む工程（Ｓ１１）と、
前記Ｎ個の原子分光分析データから、内標準補正比が所定の有効範囲内に収まっているデータを選択する、内標準チェック工程（Ｓ１２）と、
前記工程（Ｓ１２）で選択されたデータから、前記判定対象元素の測定濃度が外れ値に該当しないデータを選択する、濃度外れ値判定工程（Ｓ１３）と、
前記工程（Ｓ１２）又は前記工程（Ｓ１３）で選択されたデータが、前記判定対象元素の測定濃度が検出下限濃度以上のデータを半数以上含んでいることを判定する、検出限界判定工程（Ｓ１４）と、
前記工程（Ｓ１４）を経た、前記判定対象元素の測定濃度が検出下限濃度以上のデータを半数以上含んでいるデータから、前記判定対象元素の測定濃度が検量線範囲以内であるデータを選択する検量線判定工程（Ｓ１５）と、
前記工程（Ｓ１５）で選択されたデータから、前記判定対象元素の検出強度がブランク強度と有意差が認められるデータを選択することで、前記ｎ個の原子分光分析データを取得する、有効強度判定工程（Ｓ１６）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記乖離スコア算出工程（Ｓ２）において、前記判定対象元素の測定波形Ｗｍと、前記判定対象元素の標準波形Ｗｓとの乖離度合を示す前記乖離スコア［Ｐｓ］が、平均二乗誤差の負の常用対数として算出され、
前記第１の分光干渉判定工程において、前記乖離スコア［Ｐｓ］の前記所定範囲が２．５超である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記干渉候補元素が、前記対象波長から低波長側及び高波長側の両方に０．００９～０．０２１ｎｍ以内の干渉検知幅［Ｐｉｗ］に相当する波長範囲以内で検出される元素に設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記影響度算出工程（Ｓ６）において、前記影響度［Ｐｅ］が、（前記干渉候補元素の濃度×前記干渉候補元素のピーク強度）／（前記判定対象元素の濃度×前記判定対象元素の前記対象波長でのピーク強度）により算出される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記干渉候補元素のピーク強度を決定する、干渉候補元素のピーク強度決定工程（Ｓ５）を含み、
前記工程（Ｓ５）が、
前記判定対象元素のピークと前記干渉候補元素のピークとが不一致である場合に、
前記対象波長と前記干渉候補元素のピーク波長との距離が長いほど大きく設定される補正量を用い、前記干渉候補元素のデフォルト強度［Ｐｄｆｔ］に対し、前記補正量に応じて小さくなるように補正をかけることで前記干渉候補元素のピーク強度を算出する、第１補正工程（Ｓ５２）を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記干渉候補元素のピーク強度を決定する、干渉候補元素のピーク強度決定工程（Ｓ５）を含み、
前記工程（Ｓ５）が、
前記判定対象元素のピークと前記干渉候補元素のピークとが一致する場合に、
前記干渉候補元素のピーク強度を、算出強度値と、前記干渉候補元素のデフォルト強度［Ｐｄｆｔ］とのうち、いずれか大きいほうの値として得る、第２補正工程（Ｓ５３）を含む、請求項８に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光干渉判定方法、及び分光干渉判定システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析装置は、アルゴンプラズマを発光光源として使用し、霧状にした溶液サンプルをプラズマに導入することで元素固有のスペクトルを発光させ、スペクトルの発光波長から元素を特定し、スペクトルの発光強度から元素を定量する。
【０００３】
ＩＣＰ発光分光分析においては、元素の発光スペクトル線の数が非常に多いため、対象元素のスペクトル線に、近傍の発光波長を有する共存元素のスペクトル線が重なる現象、つまり分光干渉が生じる。分光干渉の影響を受けた対象元素の見かけの発光強度は、実際よりも見かけ上大きくなる。このような見かけの発光強度に基づいて対象元素の濃度を算出すると、実際の濃度より高くなる問題がある。ＩＣＰ発行分光分析では、上記の問題への対処法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、試料の測定により取得された目的元素や共存元素のスペクトル強度をバックグラウンド補正することで純粋なスペクトルのピーク高さを算出し、そのピーク高さ（上記「バックグラウンド補正」を施した強度値）を用いて、濃度（定量値）に変換することなく干渉量を算出し、補正する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、あらかじめ定量する目的元素に対し、ＩＣＰ発光分光分析に使用する光の波長と、目的元素に係る測定結果に与える共存元素の単位濃度あたりの分光干渉度合いとの関係を表すデータを取得し、分光干渉度合いの合計が許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内のものを測定値として使用可能とする方法が開示されている。
【０００６】
特許文献３では、分光干渉による影響が少なく感度の高いピーク波長を準備し、優先順位をつけ、その複数のピーク波長を分析値の近いもの同士へと仲間分けし、一つの仲間に属するピーク波長の数が最も多い仲間を選択し、該仲間中のピーク波長のうち最も前記優先順位が高いピーク波長を選択して分析値を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００６－２７５８９２号公報
特開２０２１－１５６７２０号公報
特開２０２２－１５０５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＩＣＰ発光分光分析の主な用途として、金属の定量分析（例えば、完成品が要求仕様を満足しているかの確認、他社品の調査、製品不具合時の成分比確認、開発品の化学的評価等の目的で用いられる）、清浄度測定（例えば、電子基板などの清浄度試験における汚染度測定、洗浄工程の効果確認、残留塩類の定量化等の目的で用いられる）、その他元素分析（例えば、未知化合物の精密定量、開発品又は不具合品の成分比確認、リサイクル品のレアメタル又は有害物の存在の確認等の目的で用いられる）がある。
【０００９】
一方、レアメタルのように希少な元素が、ハイテク製品及び省エネ製品等への使用で需要が高まっている。さらに、レアメタルの価格の乱高下リスクを背景に、使用済み製品又は廃棄物からのレアメタルのリサイクルが、極めて重要な取り組みとして認識されている。このような取り組みにおいて、レアメタルの分離回収の方法について技術開発が活発に行われているが、使用済み製品又は廃棄物から得られるレアメタル廃液又はその粗精製分離物に対する元素の定量手法については十分に検討されていない。
【００１０】
ここで、ＩＣＰ発光分光分析における分光干渉に対するこれまでの対処法では、既知の分光干渉パターンをデータベース化した分光干渉データを用いて分光干渉度合いを判断することが前提となっている。しかしながら、このようなデータベースには、予め想定されている分光干渉データしか収容されていないため、想定されていない分光干渉の影響を判定することはできず、判定可能な試料が制限される。
（【００１１】以降は省略されています）

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