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學習重點 掌握質譜分析的對象：能被量測的是帶電荷的離子，不是所有分子或裂解產物。 熟記聯用流程：先由層析或電泳分離樣品，再依序進行離子化、離子分離、離子檢測；常用前端為GC、HPLC、CE，GPC不屬常用樣品導入法。 辨識質譜儀的主要構造：樣品導入系統、離子源（離子化室）、質量分析器、偵測器（離子收集器），以及維持操作環境的真空系統。 理解質子化、片段化與加合離子的差異，避免把所有訊號都當成原藥物的分子離子。 知道質譜可利用片段離子的質荷比及其關係，分析化合物裂解後的片段結構。 核心觀念 一、質譜測量的基本原理：先帶電，再依質荷比分析 質譜分析須先使待測物形成氣相離子，再由質量分析器依質荷比（m/z）進行分離或選擇，最後由偵測器產生訊號。m代表離子的質量，z代表電荷數；因此，質譜圖橫軸不能一概解讀為分子量。當離子帶多個電荷時，其m/z也會隨電荷數改變。 本單元最重要的判斷原則是：質譜儀偵測的是離子，中性碎片無法被偵測。分子即使發生裂解，只要某一產物不帶電，就不會以該中性碎片本身形成可觀察的離子峰，只能從帶電片段之間的質量差間接推知「中性丟失」。 二、鹼性含氮藥物的質子化 藥物若含有可接受質子的鹼性氮原子，在酸性溶液中可能接受H+而形成帶正電荷的物種。以中性分子M表示時，常以[M+H]+表示其質子化離子。這是許多含胺基藥物能以正離子模式被質譜偵測的重要基礎。 判讀時要保留「可能」的概念：含氮不代表一定具有足夠鹼性，也不代表在任何條件下都能產生強烈訊號。溶液中的酸鹼性有助於理解帶電傾向，但實際量測仍須經離子源形成可供分析的氣相離子。 三、片段離子與加合離子 帶電荷的藥物分子可進一步片段化（碎裂），生成較小的片段離子及中性產物。分析片段離子的m/z、相對強度與彼此的質量差，可取得分子骨架、取代基或中性丟失等線索，協助結構鑑定。 然而，發生裂解不等於所有裂解片段都會被偵測。除了中性碎片不產生訊號外，部分離子也可能因含量低、傳輸效率不足或不在設定的量測範圍內而未被觀察到。因此，質譜圖是特定條件下取得的離子訊號集合，不能視為全部裂解產物的完整清單。 此外，溶劑分子有機會與待測分子或其碎片結合，形成加合離子，產生新的m/z訊號。判讀質譜峰時，須區分原分子的相關離子、片段離子與加合離子；不能把每個新峰都認定為另一種藥物或雜質。 四、質譜儀各組件的工作分工 組件主要功能判讀關鍵 樣品導入系統（inlet）將樣品送至離子源，亦可銜接層析或電泳的流出物。負責導入，不等於完成離子化。 離子源／離子化室（ionization chamber）使待測物形成氣相離子，部分條件下亦可發生片段化。先形成離子，才能進行後續質量分析。 質量分析器（analyzer tube）依離子的m/z進行分離或選擇。不是依顏色、吸光度或單純分子大小分離。 偵測器／離子收集器（ion collector）接收離子並將其轉換為可記錄的電訊號。屬於質譜儀組件，位於質量分析之後。 真空系統維持質量分析與離子傳輸所需的低壓環境，減少離子與氣體分子碰撞。大氣壓游離介面可與真空分析區並存。 「激發用射頻發射器（transmitter）」不是質譜儀的組件，它屬於核磁共振（NMR）的構造：NMR以射頻脈衝激發置於磁場中的原子核。質譜的核心動作是「離子化→依m/z分析→收集離子」，不需要以射頻去「激發」樣品。雖然四極柱等質量分析器會使用射頻電場操控離子，但那是質量分析器的運作方式，不等於有一個「激發用射頻發射器」組件，兩者須分清。 五、聯用技術與LC/MS測量順序 質譜常用的樣品導入（聯用）方式為氣相層析（GC）、高效液相層析（HPLC／LC）及毛細管電泳（CE）。前端分離技術先處理混合樣品，後端質譜再提供離子的m/z及相關結構資訊。CE屬電泳分離技術，雖非嚴格意義的層析法，仍是常見的質譜聯用方式。 LC/MS的基本順序為：LC分離 → 離子化 → 離子分離 → 離子檢測。此處有兩種不同層次的「分離」：LC依樣品成分在流動相與固定相間的作用差異進行分離；質量分析器則在離子形成後，依m/z分離或選擇離子。 凝膠滲透層析（GPC）主要依分子在多孔填料中的排阻行為分離，屬尺寸排阻層析，多用於高分子分子量分布分析。與GC、HPLC、CE相比，GPC不是質譜常用的樣品導入法；但不宜把這項判斷擴張成「GPC絕對不能與質譜聯用」。 六、以裂解片段判讀結構：與其他光譜法比較 分析方法主要可取得的資訊 質譜分析離子的m/z與片段化資訊，可分析分子裂解後的片段結構，推測分子結構。 紫外可見光光譜電子躍遷與發色團（共軛系統）等資訊。 紅外光光譜分子振動與官能基等資訊。 核磁共振光譜原子核的化學環境、耦合及結構連接等資訊。 若關鍵描述是「分子裂解後的片段結構」，應聯想到質譜。UV-Vis、IR、NMR測量的是完整分子與電磁輻射的作用，樣品不需裂解，因此不是分析裂解片段的方法。 常考陷阱 「所有碎裂片段都可被偵測」：錯在「所有」。裂解可產生中性碎片，中性者無法偵測；帶電片段也未必都能形成可觀察訊號。 「含鹼性氮的藥物在酸性溶液中不能帶電」：忽略質子化。可接受質子的氮原子可能形成[M+H]+而被偵測。 「帶電分子不會再碎裂」：錯誤，帶電分子可進一步片段化產生片段離子。 「溶劑只影響溶解，不會產生新離子訊號」：溶劑可能與藥物或碎片結合形成加合離子，產生新訊號。 「LC分離後先做離子分離，再離子化」或「先離子化再LC分離」：順序錯誤；正確為LC分離→離子化→離子分離→離子檢測。 「GPC是質譜常用的樣品導入法」：常用者為GC、HPLC、CE，GPC不是。 「離子收集器、離子化室、analyzer tube不是質譜組件」：三者皆為質譜儀組件；不是組件的是「激發用射頻發射器」，那是NMR的構造。 「IR、UV或NMR可分析裂解片段結構」：這些方法不需讓分子裂解；分析裂解片段的是質譜。 記憶口訣 「先分、再電、按比、才見」：LC先分離，離子源再使其帶電，分析器按質荷比分離，偵測器才記錄訊號。 「源、析、收，射頻歸核磁」：質譜三大件為離子源（離子化室）、質量分析器、離子收集器；激發用射頻發射器屬NMR。 「氣液電可接，凝膠不常接」：GC、LC、CE常接質譜，GPC不是常用導入法。 「裂解未必見，帶電才有線索」：看到「全部碎片皆可測得」，立即檢查是否忽略中性碎片與偵測條件。