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普考申論題 105年 [衛生檢驗] 分析化學(包括儀器分析)概要

第 一 題

📖 題組:
感應耦合電漿質譜分析(一)何謂同重干擾(isobaric interference)?(5 分)(二)若分析元素含有數種同位素,如何判斷可能有同重干擾?(10 分)(三)克服同重干擾的方法有哪些?(10 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

何謂同重干擾(isobaric interference)?

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看到此題,應立即聯想感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)以「質荷比(m/z)」為分離依據的原理。接著破題指出「不同元素的同位素具有相同質量數」,導致質譜儀無法分辨而產生訊號重疊,並舉出經典實例(如 40Ar 與 40Ca)以加深論述。

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「同重干擾(isobaric interference)」是指在感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)分析中,因兩種不同元素的同位素具有相同(或極為相近)的質量數(Mass number),導致它們在質荷比(m/z)上完全重疊,使質量分析器(如四極柱)無法將其解析分離所產生的訊號干擾現象。 特徵包含:(1) 來源主要為電漿氣體、溶劑或樣品基質中其他元素的同位素;(2) 會導致待測物訊號被高估,產生定量上的正誤差(統計偏差);(3) 常見的經典實例為電漿氣體氬氣形成的 $^{40}\text{Ar}^+$,會嚴重干擾相同質量數鈣離子 $^{40}\text{Ca}^+$ 的測定。 實務上,同重干擾是限制 ICP-MS 準確分析特定微量元素的主要物理性限制之一。

小題 (二)

若分析元素含有數種同位素,如何判斷可能有同重干擾?

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看到此題,應立即聯想到ICP-MS分析中的一大優勢:多數元素具有固定的『自然同位素豐度』。解題時請從『同位素訊號比例是否偏離理論值』切入,並輔以『樣品基質成分推演多原子離子』及『不同同位素回算濃度是否一致』等實驗數據查核方法來進行嚴謹論述。

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【破題】在感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)分析中,若待測元素含有數種同位素,判斷是否遭遇同重干擾(Isobaric interference)的核心原則在於檢視「測量訊號的比例是否吻合自然同位素豐度」,並結合基質成分進行理論推導。 【論述】 一、 同位素豐度比對法(Isotope Abundance Ratio Matching)

小題 (三)

克服同重干擾的方法有哪些?

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看到「克服 ICP-MS 同重干擾」的題目,應立即從整個分析流程的角度切入思考:從『分析前』的樣品處理、『分析中』的儀器硬體(質譜解析度、碰撞/反應槽),到『分析後』的軟體數據處理(數學校正、選擇替代同位素)。將這四個維度有系統地列出,並輔以實例說明,即可獲得高分。

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【破題】同重干擾(Isobaric interference)是由於不同元素的同位素具有相同或極相近的質量數(m/z)所造成。在感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)的實務分析中,通常可透過樣品前處理、儀器硬體設計以及軟體數據校正等多維度方法來予以克服。 【論述】 克服同重干擾的主要方法如下:

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