調查局三等申論題
108年
[化學鑑識組] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
請回答下列有關質譜儀的問題： (一)何謂分子離子（molecular ion）？鑑定出它，對化學家而言，有何重要性？（5 分） (二)十八烷基胺（stearyl amine, C18H37NH2, 分子量=269 g/mol），分別以電子游離（electron ionization, EI）及化學游離（chemical ionization, CI）的方法所得到的質譜圖，會有何不同？如果化學游離（CI）質譜圖是以甲烷為反應試劑氣體採集而得，試問在質譜圖上質量與電荷比值 m/z > 269 的訊號峰會被觀測到嗎？試解釋之。（10 分） (三)在層析儀/質譜儀的串聯裝置中，何謂碰撞誘發的解離（collisionally activated dissociation）？在質譜儀的何處，它會發生？（10 分）
請回答下列有關質譜儀的問題： (一)何謂分子離子（molecular ion）？鑑定出它，對化學家而言，有何重要性？（5 分） (二)十八烷基胺（stearyl amine, C18H37NH2, 分子量=269 g/mol），分別以電子游離（electron ionization, EI）及化學游離（chemical ionization, CI）的方法所得到的質譜圖，會有何不同？如果化學游離（CI）質譜圖是以甲烷為反應試劑氣體採集而得，試問在質譜圖上質量與電荷比值 m/z > 269 的訊號峰會被觀測到嗎？試解釋之。（10 分） (三)在層析儀/質譜儀的串聯裝置中，何謂碰撞誘發的解離（collisionally activated dissociation）？在質譜儀的何處，它會發生？（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
何謂分子離子（molecular ion）？鑑定出它，對化學家而言，有何重要性？（5 分）
思路引導 VIP
看到這題應立刻聯想質譜儀中樣品分子失去一個電子的基本反應過程（M → M+·）。接著指出分子離子的 m/z 值代表了待測物的精確分子量，這是決定化合物分子式、結合氮規則與碎片圖譜來進行結構鑑定的最關鍵基礎。
小題 (二)
十八烷基胺（stearyl amine, C18H37NH2, 分子量=269 g/mol），分別以電子游離（electron ionization, EI）及化學游離（chemical ionization, CI）的方法所得到的質譜圖，會有何不同？如果化學游離（CI）質譜圖是以甲烷為反應試劑氣體採集而得，試問在質譜圖上質量與電荷比值 m/z > 269 的訊號峰會被觀測到嗎？試解釋之。（10 分）
思路引導 VIP
遇到比較不同游離法的題目，首先應區分 EI（硬游離）與 CI（軟游離）在能量傳遞與分子碎裂程度上的本質差異。接著，針對甲烷 CI，需寫出甲烷在離子源中產生的主要反應試劑離子（如 CH5+、C2H5+），並推導其與分析物分子（M）進行質子轉移與加成反應後產生的具體 m/z 值，以此論證大於分子量的訊號峰來源。
小題 (三)
在層析儀/質譜儀的串聯裝置中，何謂碰撞誘發的解離（collisionally activated dissociation）？在質譜儀的何處，它會發生？（10 分）
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想到串聯質譜（MS/MS）的核心運作機制。答題時需分兩層次：首先以『動能轉內能』的物理化學原理解釋 CAD（CID）的斷鍵機制，其次具體指出其發生在儀器的『碰撞室（Collision Cell）』，並最好以常見的空間串聯（如 QqQ）或時間串聯（如 Ion Trap）質譜儀為例，以獲取高分。