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學習重點 依「偵測原理→選擇性→適用分析物」判斷偵測器：鹵素看 ECD，氮磷看 NPD，硫磷看 FPD。 分清通用型與選擇型：TCD 屬通用型，適用範圍最廣；FID 廣泛偵測有機物，但不能說有機物、無機物都適用。 掌握 ECD 的放射源與訊號方向：常用鎳-63（63Ni）。分析物捕捉電子後，背景電子電流會下降。 區分「靈敏度、選擇性、鑑別能力」：訊號強或能測極低濃度，不代表能解析化學結構。結構與身分鑑別要看 MS 或 FTIR。 理解 GC 的適用條件：檢品須能汽化並具足夠熱穩定性，原始檢品不必是氣體。 核心觀念 一、先分清三種能力 靈敏度指分析物量改變時偵測訊號的變化程度，也與能偵測的最低量有關。選擇性指偵測器對特定元素或官能基類別優先產生響應，可減少基質（如血漿）中其他成分的干擾。鑑別能力指偵測器提供辨認物質身分或化學結構的資訊。選擇性偵測器只能告訴你「含鹵素」或「含氮」等類別，不能單靠訊號確認完整結構。 二、常用偵測器比較 偵測器原理與構造重點選擇性及適用分析物破壞性與特性 TCD 熱傳導偵測器以受熱元件感測流出氣體與載氣的熱傳導差異。通用型；有機物、無機氣體及永久氣體都有響應。非破壞性；靈敏度較 FID 及選擇型偵測器低。 FID 火焰離子化偵測器分析物在氫氣／空氣火焰中燃燒形成離子，由電極收集電流。對多數有機物（含 C–H 者）響應良好；對水、CO2、永久氣體等幾乎無響應。破壞性；靈敏度高、線性範圍廣，是有機物定量的常用偵測器，但不具特定元素選擇性。 ECD 電子捕獲（捕捉）偵測器放射源（常用 63Ni）放出 β 粒子，使載氣游離產生背景電子電流；分析物捕捉電子後電流降低。對電負度高、易捕捉電子的化合物具選擇性，典型為含鹵素有機物，例如有機氯農藥。通常列為非破壞性；對鹵化物靈敏度極高，對烴類、醇、胺響應很差。 NPD 氮磷偵測器（氮選擇性偵測器、熱離子偵測器）利用含鹼金屬鹽（如銣、銫）的加熱珠，增強含氮、含磷物質的離子化。選擇性偵測含氮或含磷化合物。破壞性；適合含氮藥物在生物檢品中的微量分析。 FPD 火焰光度偵測器含硫、磷物質在富氫火焰中產生特徵發光，經濾光片選取波長，再由光電倍增管偵測。主要用於含硫、含磷化合物，例如有機磷農藥。破壞性；必須有濾光片、光電倍增管等光學組件。 MSD 質譜偵測器分析物離子化後，依質荷比（m/z）分離離子。可全掃描或選擇離子監測（SIM），兼具通用性與選擇性。破壞性；可得分子離子與碎片圖譜，比對資料庫鑑別物質，鑑別能力最強。 FTIR 傅立葉轉換紅外光偵測器測量流出成分的紅外吸收光譜。由特徵吸收判斷官能基，指紋區可協助確認化合物。非破壞性；可提供結構資訊，能區分異構物。 輻射化學偵測器測量流出物本身的放射性。只對放射性標記化合物有響應。只提供放射性強度，不提供結構資訊。 「高靈敏度」要連同分析物種類一起判讀。ECD 對鹵化物很敏感，不代表對所有有機物都最敏感；NPD 的優勢也建立在分析物含氮或含磷。 三、ECD：鹵化物、放射源與電子電流 ECD 最常用的放射源是鎳-63（63Ni），為 β 放射源。少數早期機型曾使用氚（3H）。β 粒子使偵測器內的載氣（常用 N2 或 Ar/CH4）游離，產生大量自由電子，形成穩定的背景電流。具有電子捕獲能力的分析物通過時會捕捉電子，使電流下降，儀器據此產生訊號。 在常見 GC 偵測器中，ECD 是唯一須配備放射性物質的偵測器。FID、TCD、NPD、FPD 都不需要放射源。 碳-13（13C）是穩定同位素，沒有放射性，不是 ECD 的放射源。看到同位素符號時，要先辨認核種，不能直接認定具有放射性。 ECD 的選擇對象是含鹵素（F、Cl、Br、I）等電負度高的化合物，也包括硝基化合物、共軛羰基等。單純的烷類（甲烷、丙烷、己烷等）、醇類、胺類幾乎不會捕捉電子，響應很差。比較碳鏈相近的分子時，帶有鹵素取代基（如 –CF3、–Cl）者靈敏度遠高於純碳氫化合物，而且分子上鹵素原子越多，通常響應越強。 四、NPD 與 FPD：都能測磷，原理不同 NPD 測氮、磷；FPD 測硫、磷。NPD 的辨認關鍵是鹼金屬加熱珠產生的選擇性離子響應，訊號是電流。FPD 的辨認關鍵是火焰中產生的特徵光（硫約 394 nm、磷約 526 nm），訊號來自光，因此一定有光學組件。 含氮藥物的生物檢品分析：許多藥物結構中含氮，例如局部麻醉藥 bupivacaine（醯胺類，含哌啶環氮）、生物鹼、三環抗憂鬱劑等。測定這類藥物的血中濃度時，血漿基質中有大量不含氮的內生性成分，使用氮選擇性偵測器（NPD）可同時取得高選擇性與高靈敏度。FID 雖然對有機物響應好，但沒有元素選擇性，容易受基質干擾。TCD 靈敏度不足以做微量分析。輻射化學偵測器只適用放射性標記物。判斷重點是先看分析物含什麼元素，再對應選擇型偵測器。 五、結構解析與鑑別：MS 與 FTIR FID、TCD、ECD、NPD、FPD 及輻射化學偵測器只輸出「訊號強度對滯留時間」，靠滯留時間比對來推定物質，無法提供結構資訊。 MSD 質譜偵測器：提供分子量與碎片圖譜，可比對圖譜資料庫確認物質身分。GC-MS 是公認的確認性方法，鑑別能力最佳。 FTIR 偵測器：提供紅外光譜，直接反映官能基與分子結構，對化學結構的解析能力優於上述只給強度訊號的偵測器。 作答要看選項裡有哪些偵測器：題目問結構解析或鑑別能力時，選項中若有 MS 或 FTIR，就選它們，不要選靈敏度高的 ECD 或 FID。 另外，ECD 內含放射源，但不是輻射化學偵測器。ECD 測的是分析物造成的電子電流變化；輻射化學偵測器測的是分析物本身的放射性。 六、GC 的適用範圍與固定相 GC 以惰性氣體（He、N2、H2）作為移動相。液體或固體檢品只要所含成分能汽化，且在管柱溫度下具足夠熱穩定性，就可以分析。揮發性不足者可先衍生化，例如矽烷化。「移動相是氣體」不等於「只能分析氣體檢品」。 GC 的固定相分為兩型：吸附型（氣固層析，GSC）與分配型（氣液層析，GLC）。離子交換屬於液相層析的分離模式，不是 GC 固定相的類型。 常考陷阱 「ECD 常用放射源為 13C」：錯。應為 63Ni；13C 是穩定同位素。 「FID、TCD 或 NPD 須配備放射性物質」：錯。常見 GC 偵測器中只有 ECD 需要放射源。 「ECD 適合偵測胺類、醇類或碳氫化合物」：錯。ECD 的代表對象是鹵化物；遇到比較題，選含鹵素（如 –CF3）的分子。 「FID 廣泛用於有機物及無機物分析」：錯在「無機物」。FID 對水、CO2 與多數無機氣體幾乎沒有響應；通用到能測無機氣體的是 TCD。 「TCD 屬通用型偵測器」：正確，不要誤判為錯。但 TCD 靈敏度較低，不適合做血中藥物微量分析。 「FPD 適用含硫、磷化合物」「FPD 須有光學組件」：兩句都正確。不要把 FPD 與 NPD 的元素對象記混，也不要與 FID 收集離子電流的原理混淆。 「測含氮藥物血中濃度選 FID」：FID 沒有元素選擇性，容易受基質干擾；含氮藥物應選氮選擇性偵測器（NPD）。 「ECD 靈敏度最高，所以鑑別能力最佳」：錯。靈敏度和選擇性都不等於鑑別能力；鑑別或結構解析要選 MS 或 FTIR。 「ECD 用放射源，所以就是輻射化學偵測器」：錯。兩者測量的訊號來源不同。 「GC 只能分析氣體檢品」「GC 固定相有離子交換型」：都錯。GC 可分析能汽化的液體或固體成分；固定相分為吸附型與分配型。 記憶口訣 「鹵捉電子鎳六三，氮磷熱珠，硫磷看光；熱導通用，火離有機。」 ECD：鹵素、63Ni、電流下降，是唯一帶放射源的偵測器。 NPD：氮與磷，含氮藥物血中濃度首選。 FPD：硫與磷，看到「光」就想到光學組件。 「質譜辨身分，紅外看結構；靈敏不等於鑑別。」