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學習重點 掌握 LC-MS 介面的功能：移除大量溶劑、使分析物游離，並將離子送入質譜儀。 比較 ESI、APCI 與 FAB 的極性、分子量及流速適用性，熟記傳統考題的流速順序 APCI ＞ ESI ＞ FAB。 理解 APCI「先氣化、再游離」的流程，以及電暈放電、初級離子（如 N₂⁺）與試劑離子（如 H₃O⁺）的作用。 分辨可用於 LC-MS 的游離法與不適合直接串聯者（如 EI），並認得 Chemospray 不是 LC-MS 游離模式。 熟記舊式介面的感度考點：Particle beam 與 FRIT-FAB 可達 pg 級，Thermospray 為 ng 級且感度最差；ESI 適於「分子量大於 50 萬」屬錯誤敘述。 核心觀念 一、LC-MS 介面要解決什麼問題？ 液相層析送出的是含大量溶劑的流出液，質譜分析器則須在高真空下處理氣相離子。因此，兩者串聯時，介面或離子源必須協助完成霧化、去溶劑、游離及離子傳輸；不同技術的處理順序與機制並不相同。 API（atmospheric pressure ionization，大氣壓游離）是技術類別名稱，ESI、APCI、APPI 均屬常見的大氣壓游離技術，皆可與 LC 串聯。Thermospray（熱噴灑）、Electrospray（電灑）、Particle beam（粒子束）、FAB（快速原子撞擊）也都是真正的 LC-MS 介面或游離技術名稱；Chemospray 並不是 LC-MS 的離子化模式，是題目刻意捏造的干擾名稱。 二、ESI、APCI 與 FAB 的適用性 比較項目ESI 電灑法APCI 大氣壓化學游離法FAB 快速原子撞擊法 主要游離方式帶電液滴經去溶劑等過程形成氣相離子分析物先氣化，再由氣相離子分子反應游離以高能中性原子撞擊含分析物的液態基質 適合分析物高極性、可帶電化合物，包括小分子藥物、胜肽及蛋白質相較 ESI，較適合低至中等極性、可氣化且具一定熱穩定性的化合物常用於極性、難揮發分析物；須配合適當基質 分子大小小分子與大分子皆可（最適合蛋白質）以小至中等分子為主，不適合完整大型蛋白質不以大型蛋白質分析為主要優勢 常見電荷特徵可形成多價離子通常以單價離子為主常見質子化或去質子化離子 傳統流速比較居中最快，可配合較高流速最慢，連續流動或 FRIT-FAB 需要很低流速 藥物分析普及度最普遍較 ESI 低已少用 傳統考題比較這三種技術時，適用液相流速由快到慢記為：APCI ＞ ESI ＞ FAB。這是典型介面配置下的比較，實際可用流速仍受離子源設計、分流及溶劑組成影響。 三、APCI 的游離流程：氣化在前，化學游離在後 霧化與氣化：流出液先霧化，經加熱使溶劑及分析物進入氣相。因此，分析物在游離前必須先氣化，且須能承受氣化條件。 電暈放電：高電壓放電針在大氣壓下產生電暈放電，使周圍氣體形成初級離子，例如正離子模式下的 N₂⁺。 形成試劑離子：初級離子再與水及溶劑分子反應，形成 H₃O⁺（水合氫離子）及其他溶劑相關試劑離子。 分析物游離：試劑離子再透過質子轉移、電荷轉移等反應，把電荷交給分析物；實際途徑取決於分析物、溶劑與操作條件。 所以「離子化過程會先產生如 H₃O⁺ 和 N₂⁺，再將其電荷轉移到分析物」是正確敘述。正離子模式常觀察到 [M＋H]⁺，負離子模式則可能形成 [M－H]⁻。 APCI 不必先讓分析物在溶液中帶電，因而適合部分 ESI 反應較弱、極性較低的化合物；高極性化合物則以 ESI 較適合。藥物分析中，ESI 的使用普及度高於 APCI。 四、ESI 為何適合蛋白質，也能分析小分子？ ESI 屬軟游離技術，無須像 APCI 一樣先將完整分析物加熱氣化，適合熱不穩定的大分子。蛋白質可形成多價離子，使很大的分子落在儀器可測量的質荷比範圍內，因此在 LC-MS 各離子化法中，ESI 最適用於蛋白質；粒子束、熱噴灑、FAB 都不是蛋白質分析的首選。 須分清分子量與質荷比（m/z）：分子帶有多個電荷時，其 m/z 可遠低於分子量。ESI 同樣能分析可游離的小分子藥物，是大分子與小分子皆適用的 LC-MS 游離法。 但「ESI 適於檢測分子量大於 50 萬之化合物」被視為錯誤敘述：ESI 雖可分析蛋白質等大分子，題目所述的超大分子量並非其一般適用範圍，不要把「適合大分子」無限上綱。 五、不適合與 LC 串聯的游離源 EI（電子撞擊游離）需在高真空中以電子束撞擊已氣化的分析物，主要與 GC-MS 配合，無法直接處理大量液相流出液，因此是不適合與液相層析儀串聯的游離源。CI（化學游離）傳統上也屬於 GC-MS 常用的游離法，不是「大小分子皆適用的 LC-MS 介面」。相對地，ESI、APCI、APPI 都在大氣壓下運作，是 LC-MS 的常用游離源。 六、舊式介面的感度比較 技術本單元考點判讀注意 Particle beam 粒子束感度可達 pg 級（正確敘述）先移除溶劑再送入後端離子源 Thermospray 熱噴灑感度可達 ng 級（正確敘述）與 FAB、ESI、粒子束相比，靈敏度最差 FRIT-FAB對親脂性化合物感度可達 pg 級（正確敘述）不可據此推論 FAB 只適合親脂性物質 ESI大小分子皆可、最適合蛋白質「分子量大於 50 萬」為錯誤敘述 pg 為 10⁻¹² 克，ng 為 10⁻⁹ 克；1 ng＝1000 pg。可檢出的量越少，代表感度越好，所以 ng 級的 Thermospray 比 pg 級的介面感度差。 常考陷阱 「APCI 較適用於分析高極性化合物」：錯誤。高極性、易帶電及蛋白質優先聯想到 ESI；APCI 偏向低至中等極性、可氣化的化合物。 「APCI 先產生 H₃O⁺、N₂⁺ 再將電荷轉移給分析物」：正確，別誤選為錯誤選項。 「APCI 分析物在游離前必須先氣化」：正確。若改寫成「不必氣化」才是錯誤。 「APCI 在藥物分析的普及度較 ESI 低」：正確，ESI 才是最普遍的 LC-MS 游離法。 「ESI 只適合大分子」或「APCI 比 ESI 更適合蛋白質」：錯誤。ESI 大小分子皆可，蛋白質首選 ESI。 「ESI 適於檢測分子量大於 50 萬之化合物」：錯誤敘述，是介面敘述題中的正解選項。 流速排序：正確為 APCI ＞ ESI ＞ FAB；把 ESI 或 FAB 排第一者皆錯。 「EI 適合與 LC 串聯」：錯誤。EI（及 CI）屬 GC-MS 常用游離法；ESI、APCI、APPI 才是 LC-MS 常用游離源。 Chemospray：不是 LC-MS 離子化模式；Thermospray、Electrospray、API 都是真實存在的技術。 靈敏度最差：選 Thermospray（ng 級），不是 FAB 或粒子束（pg 級）。 「感度數字越大越好」：先看單位，pg 比 ng 小 1000 倍，代表感度更好。 記憶口訣 「電灑大小通，蛋白多電荷；APCI 先氣化，放電 N₂⁺ 傳 H₃O⁺。」 「流速 A、E、F：APCI ＞ ESI ＞ FAB。」 「熱噴 ng 最遲鈍，粒子、FRIT pg 靈；EI 歸 GC，Chemo 是假名。」