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地特四等申論題 108年 [環境檢驗] 儀器分析概要

第 一 題

📖 題組:
請回答吹氣捕捉/氣相層析質譜儀法檢測水中揮發性氯乙烯相關的(一)電子游離質譜儀工作原理,(10 分)(二)檢測氯乙烯(C2H3Cl)時的選擇離子監測模式及優點。(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

電子游離質譜儀工作原理

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看到本題應先聯想質譜儀的核心三大單元:游離源、質量分析器與偵測器。針對(一),需清楚定義電子游離(EI)為「硬游離」技術,解釋高能電子撞擊、分子離子形成與碎裂機制的物理過程。針對(二),結合氯乙烯的化學結構與氯同位素特徵(m/z 62與64,比例約3:1),對比全掃描(Scan)與選擇離子監測(SIM)的偵測機制,凸顯SIM在靈敏度與抗干擾上的絕對優勢。

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【破題】 本題測驗氣相層析質譜儀(GC-MS)中最核心的游離技術與偵測模式。電子游離法(EI)是一種標準且廣泛使用的「硬游離」技術,而選擇離子監測模式(SIM)則是針對微量特定目標物分析時,提升靈敏度與選擇性的最佳策略。 【論述】

小題 (二)

檢測氯乙烯(C2H3Cl)時的選擇離子監測模式及優點

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看到「選擇離子監測(SIM)模式」,應先思考其與全掃描(Full Scan)的差異,點出其鎖定特定質荷比(m/z)的特性。接著務必結合「氯乙烯(C2H3Cl)」的化學結構,利用氯同位素(35Cl與37Cl比例約3:1)推導出應監測的特徵離子(m/z 62 與 64)。最後條列出 SIM 模式在靈敏度、選擇性及訊雜比上的具體優點。

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【破題】 選擇離子監測模式(Selected Ion Monitoring, SIM)為質譜儀進行定量分析與微量檢測時常用的操作模式。相較於全掃描(Full Scan),SIM 模式藉由鎖定特定目標物的特徵離子,大幅提升了檢測的靈敏度與訊雜比,尤其適合水中微量揮發性氯乙烯的檢驗。 【論述】

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