阿摩線上測驗 登入

GC選擇性偵測器

科目:專技 - 藥物分析與生藥學(包括中藥學)|題數:8
GC選擇性偵測器
MoAI - 您的AI助手

MoAI - 您的AI助手

建立於 2026年10月22日

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。」

前往主題筆記

題目列表預覽

  1. 10.下列何種氣相層析檢測器須配備放射性物質? (A)electron capture detector (B)flame ionization detector (C)thermal cond...
  2. 32.下列氣相層析法所用檢測器中,何者對於化學結構的解析最佳? (A)flame ionization detector (B)thermal conductivity detec...
  3. 31.氣相層析法之電子捕捉偵測器(ECD)適用於偵測何類化合物? (A) Amines (B) Alcohols (C) Halogenated compounds (D...
  4. 32.以氣相層析法檢測bupivacaine的血中濃度時,配合下列何種檢測器會有最好的選擇性及靈敏度? (A)Thermal conductivity detect...
  5. 36.下列氣相層析的檢測器中,何者之鑑別能力最佳? (A)質譜檢測器(MSD) (B)輻射化學檢測器(Radiochemical detector)...
  6. 34.關於氣相層析法的敘述,下列何者正確? (A)固定相充填劑有分配型及離子交換型 (B)Electron capture detector可用於檢...
  7. 53 一般氣相層析常用之電子捕獲偵測器(ECD),對下列何種化合物具有較高的敏感度? (A) CH 4 (B) CH 3 CH 2 CH 3...
  8. 66 下列有關氣相層析儀偵測器之敘述,何者錯誤? (A)熱傳導偵測器(TCD)屬通用型偵測器 (B)13 C 為電子捕捉偵測器(E...