高考申論題
109年
[環境檢驗] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
根據由內部標準法（internal standard method）所衍生的分析方法，以高效能液相層析術（HPLC）測量環孢素（cyclosporin A，為預防皮膚與器官移植排斥的免疫抑制劑），所採用的步驟詳述如後。 樣品的製備：抽取1毫升（mL）的血漿，其內再添加2毫升的水與乙腈（acetonitrile, CH3CN）的混合物（80/20比例），並內含有250奈克（ng, nanogram; 1 ng = 1 10-9 g）cyclosporin D為內部標準品。（cyclosporin D與cyclosporin A有相似的結構） 這3毫升的新混合物，使其通過一個用完即可丟棄的固相萃取分離管柱（solid phase extraction column），以分離留存在吸附劑上的cyclosporins。 在分離管柱經過洗滌與乾燥程序後，cyclosporins再以1.5毫升的乙腈洗離，將溶劑蒸發，使其濃縮為200微升（L）。一部分的這個最後溶液，再注射至層析儀中。
根據由內部標準法（internal standard method）所衍生的分析方法，以高效能液相層析術（HPLC）測量環孢素（cyclosporin A，為預防皮膚與器官移植排斥的免疫抑制劑），所採用的步驟詳述如後。 樣品的製備：抽取1毫升（mL）的血漿，其內再添加2毫升的水與乙腈（acetonitrile, CH3CN）的混合物（80/20比例），並內含有250奈克（ng, nanogram; 1 ng = 1 10-9 g）cyclosporin D為內部標準品。（cyclosporin D與cyclosporin A有相似的結構） 這3毫升的新混合物，使其通過一個用完即可丟棄的固相萃取分離管柱（solid phase extraction column），以分離留存在吸附劑上的cyclosporins。 在分離管柱經過洗滌與乾燥程序後，cyclosporins再以1.5毫升的乙腈洗離，將溶劑蒸發，使其濃縮為200微升（L）。一部分的這個最後溶液，再注射至層析儀中。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
原始血漿內的cyclosporin A，經此處理後，其濃度為原來的幾倍？（5分）
思路引導 VIP
本題測驗的是固相萃取（SPE）樣品前處理過程中的『濃縮效應』。解題時請直接抓取兩個關鍵數據：『原始血漿體積』與『最終濃縮體積』，並基於質量守恆（假設100%回收率），濃度變化的倍數即為初始體積與最終體積的反比。
小題 (二)
在固相的萃取步驟完成後，可否推斷出cyclosporins的回收率？試述其理由。（5分）
思路引導 VIP
考生看到此題應先釐清「內部標準法 (Internal Standard Method)」的核心精神，其主要目的是利用內標物與待測物相似的理化性質，使其在樣品前處理（如固相萃取）中具備相同的流失比例以抵銷誤差。接著需思考計算「絕對回收率」的必備條件，即必須與未經前處理的標準品進行絕對訊號比對，進而得出無法單憑內標法步驟直接推斷回收率的結論。
小題 (三)
根據下列的層析圖（chromatogram）實驗結果，試推算出血漿中cyclosporin A的濃度（以奈克(ng)/毫升(mL)為單位）。
（提示：原始的層析圖中，cyclo. A與cyclo. D訊號峰的高度比為9：14。）
本題應以兩種方式求解。（15分）
1.任選一個標準品的校正數據為計算基準。
2.由上表的校正數據，利用線性迴歸法（最小平方法），求出Rh與C的線性方程式後，再求算之。
（註：以上這兩種求解方式，都是以訊號峰的高度為計算基準。）
思路引導 VIP
本題為內部標準法的定量計算題。考生應先理解內部標準法的核心：只要在前處理初期加入定量的內標物，待測物與內標物的訊號響應比值（Rh）即與待測物初始濃度成線性正比，後續的萃取與濃縮體積變化皆被抵消。接著依照題目要求，分別使用單點比例關係（過原點）以及最小平方法（求出 m 與 b 的線性方程式）代入未知樣品的 Rh 值求算濃度。
📜 參考法條
m = [nΣx_iy_i - (Σx_i)(Σy_i)] / [n(Σx_i^2) - (Σx_i)^2]
b = [(Σx_i^2)(Σy_i) - (Σx_iy_i)(Σx_i)] / [n(Σx_i^2) - (Σx_i)^2]