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學習重點 原子吸收光譜法（AAS）測量氣相基態原子對特徵波長光線的吸收，常規光源為中空陰極燈（中空陰極管，HCL）。 AAS 適合測定血中銅等微量金屬；測鈣時加入氯化鑭，是為了減少磷酸鹽的化學干擾。 感應耦合電漿質譜法（ICP-MS）以氬電漿使樣品原子化、游離，再依質荷比分析離子，適合血中銻等超微量元素定量。 比較血中超微量元素的分析方法時，ICP-MS 通常比 AAS 更靈敏，偵測極限更低，並具多元素分析能力。 焰色反應屬於發射現象，必記鋰紅、鈉黃、鉀淡紫，並與 AAS 的吸收原理區分。 核心觀念 一、AAS：測量基態原子吸收的光 原子吸收光譜法的測量對象是氣相中的自由基態原子。液態樣品經霧化、去溶劑、汽化與原子化後，形成待測元素的自由原子。外部光源提供該元素的特徵譜線，原子吸收特定波長的光，使通過樣品後的光強度降低。 因此，雖然樣品中的金屬原先可能以離子或與蛋白質結合的形式存在，AAS 最終測量的仍是原子化後的吸收訊號。在適當工作範圍內，可利用吸光度與濃度的關係，以標準溶液建立校正曲線，求得樣品濃度。 常見原子化方式包括火焰與石墨爐。兩者都須使待測元素形成自由原子；火焰在 AAS 中主要提供原子化所需的能量，量測重點不是火焰本身發出的顏色。 二、AAS 的光源：中空陰極燈 中空陰極燈與中空陰極管是同類光源的名稱。其陰極含有待測元素，放電時可產生該元素的窄線特徵光譜，與待測原子的吸收譜線配合，因此是常規 AAS 的典型光源。 光源特性與用途作答關鍵 中空陰極燈提供待測元素的特徵窄線光譜常規 AAS 光源首選 鎢絲燈提供可見光至近紅外光的連續光譜，常用於一般可見光吸收測量不是常規 AAS 的元素特徵光源 氘燈提供紫外區連續光譜，也可用於 AAS 的背景校正背景校正光源不等於元素分析光源 氙弧燈提供高強度連續光譜，可用於特定連續光源 AAS 系統一般基礎題仍選中空陰極燈 雷射單色性高，但須配合適當波長及專門系統不是常規 AAS 的標準答案 判斷光源是否適合，重點是光譜能否配合待測元素的吸收線，不能只看亮度或單色性。 三、測鈣加入氯化鑭：解除磷酸鹽干擾 化學干擾是指待測元素與樣品中的其他成分形成難以解離的化合物，使原子化效率降低。以火焰 AAS 測鈣時，磷酸鹽可與鈣形成難解離、難揮發的化合物，減少可吸光的自由鈣原子，造成吸光度降低，測定結果偏低。 加入氯化鑭（lanthanum chloride）後，鑭可優先與磷酸根形成穩定化合物，減少磷酸根對鈣的束縛，使鈣較容易原子化。因此，氯化鑭在此是釋放劑（releasing agent）。 其作用應記為「鑭結合干擾物，釋放待測鈣」。它不是為了直接與鈣形成可測定的複合物，也不是用來去除蛋白質或充當內部標準品。標準液與樣品宜維持一致的添加條件，以降低基質差異。 四、血中微量金屬的定量 AAS 是適合測定血中銅濃度的典型方法，也可用於其他金屬元素分析。測量前須依方法進行稀釋或樣品處理，並注意採血器材、試劑及容器可能帶入的金屬污染。 色層分析主要依成分與分離系統的作用差異進行分離；電泳主要利用帶電物質的遷移差異；離子選擇性電極則利用膜電位反映特定離子活度。這些方法與直接利用金屬原子特徵吸收進行定量的 AAS，原理不同。 五、ICP-MS：電漿產生離子，質譜依質荷比分離 ICP-MS 結合感應耦合電漿離子源與質量分析器。常用電漿氣體是氬氣；高頻電磁場供應能量，維持高溫電漿。 樣品引入：液態樣品霧化成氣溶膠，經霧化室送入電漿。 原子化與游離：樣品依序去溶劑、汽化、原子化，待測元素再形成離子，分析時主要偵測正離子。 介面傳輸：離子經介面及離子光學系統進入質譜的真空系統。 質量分析與偵測：質量分析器依質荷比（m/z）分離離子，偵測器記錄訊號，再經校正換算元素濃度。 四極桿是常見的質量分析器，但 ICP-MS 並不限於四極桿系統。其定量仍須注意基質效應、同量異位素及多原子離子干擾；靈敏度高不代表完全沒有干擾。 血中銻（Sb）等微量、超微量元素適合以 ICP-MS 分析。與一般 AAS 相比，ICP-MS 通常具有較低偵測極限及較佳的多元素分析效率。GC-MS、LC-MS 與 MALDI-MS 並非這類血中總元素濃度測定的常規首選。 六、吸收、發射與質譜的區別 方法訊號來源本單元應用 AAS基態原子吸收外部光源的特徵光血中銅等金屬定量 火焰發射與焰色反應受激發的原子返回較低能階時發光辨認元素特徵焰色 ICP-MS電漿產生離子，再依 m/z 分析血中銻及其他超微量元素定量 七、焰色反應 金屬鹽進入火焰後，經汽化與原子化，原子受熱激發；電子返回較低能階時，放出特徵波長的光，形成焰色。因此焰色反應是發射現象。 元素典型焰色 鋰紅色、胭脂紅色 鈉亮黃色 鉀淡紫色 鈣橙紅色、磚紅色 銅藍綠色或綠色，依化合物與條件而異 鈉的黃色很強，容易遮蔽鉀的淡紫色。鐵燃燒可能出現火花，但不能據此將鐵判作典型紅色焰色元素；在鋰、鐵、鈉、鉀之間，紅色應選鋰。 常考陷阱 「氘燈是 AAS 的主要元素光源」：氘燈可用於背景校正，常規元素分析光源應選中空陰極燈。 「氯化鑭用來消除蛋白質干擾、當內部標準或結合鈣」：此處作用是釋放劑，重點在減少磷酸鹽造成的化學干擾。 「磷酸鹽使鈣吸收增加」：磷酸鹽使自由鈣原子減少，通常造成吸收降低與結果偏低。 「ICP-MS 使用氫電漿，測量元素發光」：常用的是氬電漿，最後依 m/z 偵測離子。 「血中超微量元素優先選火焰發射、GC-MS 或 LC-MS」：比較此類元素定量能力時，ICP-MS 通常是較適合的選擇。 「鈉紅、鉀黃」：應記鋰紅、鈉黃、鉀淡紫；焰色屬發射，AAS 屬吸收。 記憶口訣 光源與原理：「中空陰極供光，基態原子吸光。」 鈣的干擾：「磷困鈣，鑭抓磷，鈣釋放。」 ICP-MS：「氬漿造離子，質荷比分離；血中超微量，ICP-MS 記。」 焰色：「鋰紅、鈉黃、鉀淡紫。」