特許 7412794 蛍光Ｘ線分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-04

(45)【発行日】2024-01-15

(54)【発明の名称】蛍光Ｘ線分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/223 20060101AFI20240105BHJP

【ＦＩ】

G01N23/223

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022066526

(22)【出願日】2022-04-13

(65)【公開番号】P2023156889

(43)【公開日】2023-10-25

【審査請求日】2023-03-30

(73)【特許権者】

【識別番号】519135633

【氏名又は名称】公立大学法人大阪

(74)【代理人】

【識別番号】100114764

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正樹

(74)【代理人】

【識別番号】100178124

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 英樹

(72)【発明者】

【氏名】辻 幸一

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３１３１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６２３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５７７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０１９８３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１２５７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２７５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９６／０３７７７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／０４１３９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０２０９４７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】蓬田 直也ほか，共焦点型微小部蛍光Ｘ線分析法を用いた毛髪中の元素分布解析，Ｘ線分析の進歩，2018年03月，第49号，PP.209－218

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００－Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／６２－Ｇ０１Ｎ ２１／７４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８－Ｇ０１Ｎ ３３／９８

Ｇ０１Ｎ １／００－Ｇ０１Ｎ １／４４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料が保持される試料保持部と、
前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分析部は、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を測定する元素測定部と、
前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を測定する試料測定部と、
前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正する補正部とを備え、
前記試料保持部は、可撓性の収容袋を備え、該収容袋の内側に試料が収容されたあと、該収容袋が試料ごと巻かれた状態になることにより試料が保持されることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。

【請求項2】

試料が保持される試料保持部と、
前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分析部は、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を測定する元素測定部と、
前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を測定する試料測定部と、
前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正する補正部とを備え、
前記試料保持部は、可撓性の収容袋を備え、該収容袋の内側の下部に試料が収容されたあと、試料が収容された下部以外の上部および中間部が巻かれた状態になることにより試料が保持されることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。

【請求項3】

前記試料保持部に保持された試料を含む所定の領域を撮像する撮像部を備え、
前記試料測定部は、前記撮像部により撮像された所定の領域の画像に基づいて、所定の領域の画像の面積に対する試料の占める画像の面積の割合を算出することにより、試料の量に比例した数値を測定する請求項１又は請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。

【請求項4】

前記試料保持部に保持された試料に対して光線を照射する光源部と、該試料を透過した光線を検出する第２の検出部とを備え、
前記試料測定部は、光源部から試料に照射された光線の強度と、該試料を透過した光線の強度に基づいて、前記試料保持部に保持された試料の量に比例した数値を測定する請求項１又は請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。

【請求項5】

前記試料保持部は、細長い管状に形成されたキャピラリー管を備え、該キャピラリー管の内側に試料が保持される請求項１又は請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。

【請求項6】

可撓性の収容袋を備え、収容袋の内側に試料が収容されたあと、該収容袋が試料ごと巻かれた状態になることにより試料が保持される試料保持部と、
前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置による蛍光Ｘ線分析方法であって、
前記分析部は、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を元素測定部により測定するステップと、
前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を試料測定部により測定するステップと、
補正部により前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正するステップとを備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項7】

可撓性の収容袋を備え、該収容袋の内側の下部に試料が収容されたあと、試料が収容された下部以外の上部および中間部が巻かれた状態になることにより試料が保持される試料保持部と、
前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置による蛍光Ｘ線分析方法であって、
前記分析部は、
前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を元素測定部により測定するステップと、
前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を試料測定部により測定するステップと、
補正部により前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正するステップとを備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線の照射により試料から発生した蛍光Ｘ線を検出することによって試料を分析する蛍光Ｘ線分析装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、Ｘ線の照射により試料から発生した蛍光Ｘ線を検出することによって、試料に含まれる所定の元素を分析することが行われており、特に高感度分析が可能な全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）が知られている。

【0003】

この全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）に用いられる装置は、一般に試料が保持される試料保持基板と、試料保持基板に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える。そして、全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）では、１次Ｘ線を試料保持基板に対して非常に浅い視射角（０．１度以下）で反射させ、試料保持板の試料の直上に配置された検出器により試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

これによれば、一般的な蛍光Ｘ線分析法に比べて、蛍光Ｘ線の検出強度が増大する。また、１次Ｘ線は全反射されるため、試料への侵入深さは数ｎｍと浅く、１次Ｘ線の散乱も抑えることができる。つまり、試料からの蛍光Ｘ線の強度は増加し、バックグラウンド強度は軽減されることから、全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）は元素の検出下限が向上し、例えば毛髪のような微量の試料の分析に適している。

【0005】

ところで、従来の蛍光Ｘ線分析に際して、毛髪等の試料に太さの個体差があるなどして、試料の太さ、長さ、個数あるいは分量によって、試料から発生する蛍光Ｘ線の強度が変わる。このため、試料から発生する蛍光Ｘ線の強度を試料の量で規格化する必要があり、例えばマイクロ電子天秤を用いて試料の量を直接測定することが挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－１２８０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、マイクロ電子天秤を用いて試料の量を直接測定することは有効な方法ではあるが、マイクロ電子天秤を適用できる人材や場面が限られる上、マイクロ電子天秤は高額であり、設置場所の制約もあった。このため、実際には試料から発生する蛍光Ｘ線の強度を試料の量で規格化することは容易ではなく、試料を精度良く分析することができていないという問題があった。

【0008】

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、試料を精度良く分析することができる試料蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記目的を達成するために、試料が保持される試料保持部と、前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置であって、前記分析部は、前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を測定する元素測定部と、前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を測定する試料測定部と、前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正する補正部とを備えることを特徴とする。

【0010】

これによれば、試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を試料の量に比例した数値で規格化することにより補正することによって、試料の単位量当たりの所定の元素の量の程度を算出し得るため、試料の太さ、長さ、個数あるいは分量に関わらず試料を精度良く分析することができる。

【0011】

また、前記試料保持部に保持された試料を含む所定の領域を撮像する撮像部を備え、
前記試料測定部は、前記撮像部により撮像された所定の領域の画像に基づいて、所定の領域の画像の面積に対する試料の占める画像の面積の割合を算出することにより、試料の量に比例した数値を測定してもよい。これによれば、試料を含む所定の領域を撮像することによって試料の量に比例した数値を測定するため、試料の単位量当たりの所定の元素の量の程度を簡単に算出することができる。特に撮像部としてスマートフォン等の携帯端末を用いた場合、本蛍光Ｘ線分析装置を小型化することができるとともに、コストを抑えることができる。

【0012】

また、前記試料保持部に保持された試料に対して光線を照射する光源部と、該試料を透過した光線を検出する第２の検出部とを備え、前記試料測定部は、光源部から試料に照射された光線の強度と、該試料を透過した光線の強度に基づいて、前記試料保持部に保持された試料の量に比例した数値を測定してもよい。これによれば、試料に照射された光線の強度と試料を透過した光線の強度によって試料の量に比例した数値を測定するため、試料の単位量当たりの所定の元素の量の程度を簡単に算出することができる。特にマイクロ電子天秤等で試料の量を直接測定する場合に比べて、本蛍光Ｘ線分析装置を小型化することができるとともに、コストを抑えることができる。

【0013】

また、前記試料保持部は、細長い管状に形成されたキャピラリー管を備え、該キャピラリー管の内側に試料を保持してもよい。これによれば、試料保持部において長細い管状に形成されたキャピラリー管の内側に試料が保持されるため、毛髪等の繊維状の試料、唾液や血液等の液体の試料、微量な試料を試料保持部に安定して配置することができ、蛍光Ｘ線分析により試料を精度良く分析することが可能となる。

【0014】

また、前記試料保持部は、可撓性の収容袋を備え、該収容袋の内側に試料が収容されたあと、該収容袋が試料ごと巻かれた状態になることにより試料を保持してもよい。これによれば、収容袋の内側に試料が収容されたあと、該収容袋が試料ごと巻かれた状態になるため、毛髪等の繊維状の試料、唾液や血液等の液体の試料、微量な試料を試料保持部に簡単かつ安定して配置することができる。

【0015】

また、前記試料保持部は、可撓性の収容袋を備え、該収容袋の内側の下部に試料が収容されたあと、試料が収容された下部以外の上部および中間部が巻かれた状態になることにより試料を保持してもよい。これによれば、収容袋の内側の下部に試料が収容されたあと、試料が収容された下部以外の上部および中間部が巻かれた状態になるため、毛髪等の繊維状の試料、唾液や血液等の液体の試料、微量な試料を試料保持部に簡単かつ安定して配置することができる。

【0016】

また、本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法は、試料が保持される試料保持部と、前記試料保持部に保持された試料に１次Ｘ線を照射するＸ線照射部と、１次Ｘ線が照射された際に試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する検出部と、前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料を分析する分析部とを備える蛍光Ｘ線分析装置による蛍光Ｘ線分析方法であって、前記分析部は、前記検出部により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、前記試料保持部に保持された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を測定するステップと、前記試料保持部により保持された試料の量に比例した数値を測定するステップと、前記元素測定部により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を、前記試料測定部により測定された試料の量に比例した数値で規格化することにより補正するステップとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値を試料の量に比例した数値で規格化することにより補正することによって、試料の単位量当たりの所定の元素の量の程度を算出し得るため、試料の太さ、長さ、個数あるいは分量に関わらず試料を精度良く分析することができる。

【0018】

よって、健康科学では血液、唾液、尿、汗などを、環境分析では河川水、大気微粒子、製造工程管理では飲料水、メッキ浴、洗浄水、ナノ材料などを、水質安全評価では飲料水、水道水、井戸水などをそれぞれ本装置によって分析でき、様々な産業分野において利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置を示す構成概略図である。

【図2】図１の分析部、検出部、撮像部の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】図１のキャピラリー管を示す斜視図である。

【図4】試料に含まれる元素の蛍光Ｘ線の強度の一例を示す図である。

【図5】試料を撮像した画像処理前（左側）および画像処理後（右側）の画像を示す図である。

【図6】試料の画像解析を説明するための図である。

【図7】所定の領域に対して試料が占める割合の一例を示す表である。

【図8】本装置による蛍光Ｘ線分析方法を示すフローチャートである。

【図9】本発明の第２の実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置を示す構成概略図である。

【図10】図９の分析部、検出部、第２の検出部の電気的構成を示すブロック図である。

【図11】試料保持部の変形例としての収容袋を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第１の実施形態＞
次に、本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置（以下、本装置という）の第１の実施形態について図１～図８を参照しつつ説明する。

【0021】

［全体構成］
本装置は、図１および図２に示すように、試料Ｐが保持される試料保持部１と、試料保持部１に保持された試料Ｐに１次Ｘ線（Ｘ１）を照射するＸ線照射部２と、１次Ｘ線（Ｘ１）が照射された際に試料Ｐから発生した蛍光Ｘ線（Ｘ２）を検出する検出部３と、試料保持部１に保持された試料Ｐを含む所定の領域を撮像する撮像部４と、検出部３により検出された蛍光Ｘ線（Ｘ２）と、撮像部４により撮像された所定の領域の画像に基づいて試料Ｐを分析する分析部５とを備える。なお、本実施形態では、毛髪等の繊維状の試料Ｐを想定している。

【0022】

前記試料保持部１は、長細い円管状に形成されたキャピラリー管１０を備え、該キャピラリー管１０の内側に試料Ｐが保持される。このキャピラリー管１０は、本装置の図示略のケース内において支持部材等により脱着可能に配置される。なお、図１に示すキャピラリー管１０は、説明の便宜上、拡大して図示したものである。

【0023】

前記キャピラリー管１０は、図３に示すように、例えば長さ５ｍｍ～５０ｍｍ、内径１００μｍｍ～５ｍｍ、厚み５μｍ～１００μｍの両端開口の細長い円管状の周壁１０ａに形成され、高分子材料、カーボン、ボロンナイトライド（ＢＮ）、石英ガラス、シリコンなどの蛍光Ｘ線（Ｘ２）が透過可能な材料から構成される。なお、キャピラリー管１０は、Ｘ線が透過し易いように、表面が平滑な材料が好ましい。また、キャピラリー管１０は、試料によっては、カーボンナノチューブのように極めて小さい内径（数十ナノメーター）を有するものを用いてもよい。

【0024】

また、前記キャピラリー管１０は、試料Ｐの分析の際、一方端の開口部１０ｂから試料Ｐが挿入され、内側で試料Ｐを保持したあと、本装置の図示略のケース内の所定箇所に配置される。このとき、キャピラリー管１０は、軸方向（長さ方向）がＸ線照射部２から照射される１次Ｘ線（Ｘ１）の照射方向と略平行となるように水平状態で配置される。

【0025】

前記Ｘ線照射部２は、１次Ｘ線（Ｘ１）を出射するＸ線管と、Ｘ線管から出射された１次Ｘ線（Ｘ１）を略平行化するコリメータとを備える。このＸ線照射部２は、試料保持部１のキャピラリー管１０の一方端の開口部１０ｂから１次Ｘ線（Ｘ１）を入射させ、キャピラリー管１０の周壁１０ａの内面に対して所定の視射角（例えば０．１度）で全反射させたあと、キャピラリー管１０の他方端の開口部１０ｃから１次Ｘ線（Ｘ１）を出射させることにより、キャピラリー管１０の内側に保持された試料Ｐに１次Ｘ線（Ｘ１）を照射する。

【0026】

これによれば、試料Ｐの蛍光Ｘ線強度が増大するとともに、１次Ｘ線（Ｘ１）の散乱も抑えることができる。なお、これらＸ線管およびコリメータは、従来の蛍光Ｘ線分析装置に用いられているものと同様であるため、その詳細な説明を省略する。

【0027】

前記検出部３は、試料保持部１のキャピラリー管１０の外側に設けられている。この検出部３は、キャピラリー管１０の外側に周方向に沿って複数設けられた場合、試料Ｐからの蛍光Ｘ線（Ｘ２）を全周に亘って検出し得るため、蛍光Ｘ線分析における分析時間の短縮と高感度化が可能となる。

【0028】

前記撮像部４は、試料保持部１に保持された試料Ｐを含む所定の領域を撮像するものであって、キャピラリー管１０の外側に設けられる。特に撮像部４としてスマートフォン等の携帯端末を用いた場合、本蛍光Ｘ線分析装置を小型化することができるとともに、コストを抑えることができる。例えば、撮像部４は、試料Ｐが毛髪５本または１０本の場合、図５の左側の写真に示すように、試料Ｐが含まれる所定の領域を撮像する。

【0029】

前記分析部５は、図２に示すように、試料保持部１に保持された試料Ｐに含まれる所定の元素の量に関して測定を行う元素測定部５１と、該試料Ｐの量に関して測定を行う試料測定部５２と、該試料Ｐの元素に関する量を試料Ｐに関する量で規格化することにより補正する補正部５３と、試料Ｐの分析結果を出力する出力部５４と、本装置の各部を制御する制御部５５とを備える。なお、試料Ｐの量とは、全ての試料Ｐの表面積、体積または質量などの試料全体の大きさに関する量をいう。

【0030】

前記元素測定部５１は、検出部３により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、試料保持部１に保持された試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を測定する。本実施形態では、元素測定部５１は、図４に示すように、所定の元素の量に比例した数値Ｋ１として、所定の元素に対応する蛍光Ｘ線の強度を測定する。例えば、試料Ｐに含まれる所定の元素として銅（Ｃｕ）を分析したい場合、銅（Ｃｕ）に対応する蛍光Ｘ線の強度を測定する。

【0031】

前記試料測定部５２は、試料保持部１により保持された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２を測定する。本実施形態では、試料測定部５２は、撮像部４により撮像された所定の領域の画像に基づいて、所定の領域の画像の面積Ｓに対する試料Ｐの占める画像の面積Ｔの割合を算出することにより試料の量に比例した数値を測定する。

【0032】

例えば、試料測定部５２は、試料Ｐが毛髪５本または１０本の場合、図５の右側の図に示すように、撮像部４により撮像された所定の領域の画像をグレースケール化し、図６に示すように、所定の領域の画像の面積Ｓと試料Ｐの占める画像の面積Ｔ（Ｔ１+Ｔ２+Ｔ３+…+Ｔｎ：ｎは資料Ｐの本数）を計測したあと、図７に示すように、所定の領域の画像の面積Ｓに対する試料Ｐの占める画像の面積Ｔの割合（Ｔ／Ｓ）を算出する。これによれば、撮像部４による画像から試料Ｐの量（本数）に比例した数値を簡単に測定することができる。

【0033】

前記補正部５３は、元素測定部５１により測定された試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を、試料測定部５２により測定された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２で規格化することにより補正する。例えば、補正部５３は、所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２で除算することにより規格化する。

【0034】

なお、前記分析部５は、一般に検出部３に直接接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で実行されるが、検出部３とネットワークを介して接続されたクラウド上のサーバコンピュータで実行されてもよい。特にクラウド上のサーバコンピュータで実行される場合、例えば、小型のＸ線照射部２（長さ１８０ｍｍ、幅４５ｍｍ、高さ２０ｍｍ程度）、検出部３（長さ１５００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ）、キャピラリー管１０（長さ３０ｍｍ、外径２ｍｍ程度）、撮像部４のみで装置を構成し得るため、省スペース化、軽量化、並びに小型化が可能となる。

【0035】

［本装置による蛍光Ｘ線分析方法］
次に、本装置による蛍光Ｘ線分析方法について図８を参照しつつ説明する。

【0036】

まず、キャピラリー管１０の一方端の開口部１０ｂから試料Ｐを挿入して、キャピラリー管１０の内側で試料Ｐを保持したあと、図示略の本装置のケース内の所定箇所に水平状態で配置する（Ｓ１）。

【0037】

次に、前記Ｘ線照射部２は、試料保持部１のキャピラリー管１０の一方端の開口部１０ｂから１次Ｘ線（Ｘ１）を入射させ、キャピラリー管１０の内面に対して所定の視射角で全反射させたあと、キャピラリー管１０の他方端の開口部１０ｃから１次Ｘ線（Ｘ１）を出射させることにより、キャピラリー管１０の内側に保持された試料Ｐに１次Ｘ線（Ｘ１）を照射する（Ｓ２）。

【0038】

次に、前記検出部３は、１次Ｘ線（Ｘ１）が照射された際に試料Ｐから発生した蛍光Ｘ線（Ｘ２）を検出する（Ｓ３）。このとき、各検出部３により試料Ｐからの蛍光Ｘ線（Ｘ２）を全周に亘って検出した場合、蛍光Ｘ線分析における分析時間の短縮と高感度化が可能となる。

【0039】

次に、前記分析部５は、試料保持部１に保持された試料Ｐの分析を行う（Ｓ４）。具体的には、元素測定部５１が、検出部３により検出された蛍光Ｘ線に基づいて、試料保持部１に保持された試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を測定する。また、試料測定部５２が、試料保持部１により保持された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２を測定する。そして、補正部５３が、元素測定部５１により測定された試料に含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を、試料測定部５２により測定された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２で規格化することにより補正する。あとは、出力部５４が、補正部５３により規格化して補正された数値を画面や印刷により出力する。
而して、試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を試料の量に比例した数値Ｋ２で規格化することにより補正することによって、試料Ｐの単位量当たりの所定の元素の量の程度を算出し得るため、試料Ｐの太さ、長さ、個数あるいは分量に関わらず試料Ｐを精度良く分析することができる。

【0040】

＜第２の実施形態＞
次に、本装置の第２の実施形態について図９および図１０を参照しつつ説明する。なお、以下では上記の第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明することとし、同一の構成については説明を省略して同一の符号を付すこととする。

【0041】

本装置は、図９に示すように、試料保持部１に保持された試料Ｐに対して光線を照射する光源部６と、該試料Ｐを透過した光線（例えば、可視光、Ｘ線、紫外線または赤外線）を検出する第２の検出部７とを備える。この第２の検出部７は、図１０に示すように、分析部５の試料測定部５２の入力側に設けられており、光線の検出結果を試料測定部５２に送信するものとなされている。

【0042】

また、本装置において、元素測定部５１は、所定の元素の量に比例した数値Ｋ１として、所定の元素に対応する蛍光Ｘ線（Ｘ２）の強度を測定する。例えば、検出部３により検出された所定の元素（例えば、銅Ｃｕ）の蛍光Ｘ線（Ｘ２）の強度をＩ、Ｘ線照射部２から試料Ｐを含む所定の領域に照射された１次Ｘ線（Ｘ１）の強度をＩ_０、所定の元素の質量をＷとすると、下式［１］の関係式が成立する。

【0043】

Ｉ＝ｋ’Ｉ_０Ｗ（ｋ’：比例定数）…[１]

【0044】

また、本装置において、試料測定部５２は、光源部６から試料Ｐに照射された光線の強度と、該試料Ｐを透過した光線の強度に基づいて、試料保持部１に保持された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２を測定する。例えば、光源部６から試料Ｐに照射された光線の強度をＡ_０、第２の検出部７により検出された該試料Ｐを透過した光線の強度をＡ、試料Ｐの体積をＶとすると、下式［２］の関係式が成立する。

【0045】

Ａ／Ａ_０＝ｋＶ（ｋ：比例定数）…［２］

【0046】

また、本装置において、補正部５３は、元素測定部５１により測定された試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１を、試料測定部５２により測定された試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２で規格化することにより補正する。例えば、補正部５３は、試料Ｐに含まれる所定の元素の量に比例した数値Ｋ１としての所定の元素に対応する蛍光Ｘ線の強度Ｉを、試料Ｐの量に比例した数値Ｋ２としての光線の強度比 Ａ／Ａ_０で除算することにより規格化すると、上式［１］［２］からも明らかなように試料Ｐの体積濃度（Ｗ/Ｖ）に比例する。

【0047】

なお、本実施形態では、試料Ｐとして主に毛髪等の繊維状のものを想定したが、血液、唾液、尿、汗、河川水、大気微粒子、飲料水、メッキ浴、洗浄水、ナノ材料、水道水、井戸水、粉状物などの様々な試料Ｐの分析が可能である。

【0048】

また、前記検出器３は、キャピラリー管１０の外側に複数設けられるものとしたが、１個のみ設けられてもよい。

【0049】

また、前記Ｘ線照射部２は、照射される１次Ｘ線（Ｘ１）がキャピラリー管１０の周壁１０ａの内面で全反射するものとしたが、その他の態様の反射であってもよい。

【0050】

また、前記キャピラリー管１０は、１本配置するものとしたが、複数本配置してもよい。

【0051】

また、前記試料保持部１は、キャピラリー管１０を用いたが、その他の形状および構造のものを用いてもよい。例えば、試料保持部１は、図１１（ａ）に示すように、可撓性の収容袋１１を備え、該収容袋１１の内側に試料Ｐが収容されたあと、該収容袋１１が試料Ｐごと巻かれた状態になることにより試料Ｐが保持されるものが挙げられる。あるいはまた、試料保持部１は、図１１（ｂ）に示すように、可撓性の収容袋１１を備え、該収容袋１１の内側の下部に試料Ｐが収容されたあと、試料Ｐが収容された下部以外の上部および中間部が巻かれた状態になることにより試料Ｐが保持されるものが挙げられる。これらによれば、毛髪等の繊維状の試料Ｐ、唾液や血液等の液体の試料Ｐ、微量な試料Ｐを試料保持部１に簡単かつ安定して配置することができる。

【0052】

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0053】

１…試料保持部
１０…キャピラリー管
１０ａ…周壁
１０ｂ…一方端の開口部
１０ｃ…他方端の開口部
２…Ｘ線照射部
３…検出部
４…撮像部
５…分析部
５１…元素測定部
５２…試料測定部
５３…補正部
５４…出力部
５５…制御部
６…光源部
７…第２の検出部
Ｐ…試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】