物理化學特性分析

化學質譜分析

   

        質譜分析法是鑑定物質結構的重要技術,應用範圍涵蓋空氣與水汙染偵測、化學及生物醫學研究、食品藥物和化妝品檢驗等領域。

   一般所熟悉的光譜,表示的是目標光源中各個波長的訊號強度,相類似的,質譜表示的則是樣品中各個不同質量元素的訊號強度。質譜分析法具有定性和定量方面不同用途,這些包括鑑定未知的化合物 (確定在一個分子元素的同位素組成,和通過觀察其碎片確定化合物的結構)、量化樣品中化合物的量、或研究氣相離子化學的基本原理等。

   化學分析中三大主要質譜技術 (ICP-MS/ GC-MS/ LC-MS),閎康皆可提供分析服務。

 

 

 

   用來測量質譜的儀器稱為質譜儀,其結構包括離子源、質量分析器與偵測器三大部分。

   質譜分析其基本原理是使試樣中的成份在離子源中發生電離,生成不同荷質比的帶正電荷離子,經加速電場的作用後,形成離子束、並進入質量分析器。在質量分析器中,再利用電場或磁場使不同荷質比的離子在空間上或時間上分離,或是透過過濾的方式,將它們分別聚焦到偵測器而得到質譜圖,從而獲得質量與濃度 (或分壓)相關的圖譜。

   質譜儀種類非常多,從應用角度,質譜儀大致可以分成下列類別:

  •    有機質譜儀,例如氣相色譜-質譜聯用儀 (GC-MS)、液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS) 等。
  •    無機質譜儀,例如電感耦合電漿體質譜法 (ICP-MS)、二次離子質譜儀 (SIMS) 等。
  •    其它類質譜儀,例如電噴霧電離質譜、基質輔助雷射解析電離質譜等。

 

 

 

   隨著質譜技術的發展,其應用領域也越來越廣。由於質譜分析具有靈敏度高、樣品用量少、分析速度快、分離和測定同時進行等優點,因此,質譜在地質科學、半導體、臨床醫學、石油化工、食品製藥、刑事鑑定、生命科學及材料研究等領域被廣泛應用。

   常見的分析項目例如晶圓表面微量元素汙染、物質組成及成分檢測、添加物測定、釋氣檢驗、有機分子之分子量測定等等。

 

 


 

圖-1 感應耦合電漿質譜分析儀 (ICP-MS):廠牌型號 Agilent 7700x

   ICP-MS 主要用途為測定樣品微量元素及同位素,其具有極佳的靈敏度及分析能力,已被廣泛運用在諸如重金屬檢測、土壤檢測、環境水質檢測、食品檢測及藥物檢測等元素分析領域中。

 

 

圖-2 液相層析儀/質譜儀 (LC-MS/MS):廠牌型號 Agilent 1290/6460

   LC-MS/ MS 是 Liquid Chromatography/ Mass Spectrometer 的縮寫,其是將液相層析儀 (LC) 和質譜儀 (MS) 串聯使用的特殊組合。簡單的說,LC 是質譜儀上游的檢體輸入器,而 MS 則是液相層析儀下游的產物檢測器。

 

 

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