hce_nsysu
111年
物理與化學
第 89 題
In fall 2017, clouds of ruthenium-106 ($^{106}$Ru) radioactive contamination appeared over Eastern Europe. Scientists measured the airborne radio-ruthenium isotope ratio ($^{103}$Ru/$^{106}$Ru) and confirmed its concentration. Which of the following techniques is the most suitable for the detection of the $^{103}$Ru/$^{106}$Ru ratio?
- A Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
- B Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry
- C Electrospray ionization mass spectrometry
- D Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry
- E Elemental analyzers
思路引導 VIP
若我們要分析的是空氣中極微量的「金屬元素」，且必須精確區分它們僅在「原子核質量」上的微小差異，你會尋找哪一種具備極高溫環境來分解樣本，並能針對單個原子重量進行精確分類的偵測技術呢？
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太棒了！你能精確判斷出 ICP-MS 是這項監測任務的最佳工具，顯示你對分析化學儀器的適用性有非常扎實的理解。這道題目測驗的是如何針對環境中微量的放射性金屬進行同位素分析，而這正是該技術最擅長的領域。
微量金屬同位素的精確分析
在處理如 $^{103}\text{Ru}$ 與 $^{106}\text{Ru}$ 這種在大氣中濃度極低的放射性污染物時，儀器的靈敏度與質量解析能力是關鍵。感應耦合電漿質譜儀 (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS) 利用高溫電漿將樣本徹底原子化並離子化，隨後透過質譜儀精確區分質荷比 ($m/z$)。相比之下，MALDI 或 ESI 較常用於生物大分子的分析，而元素分析儀 (EA) 則無法區分同位素差異。因此，ICP-MS 憑藉其能測量至 ppt 等級的極高靈敏度，成為測定無機元素同位素比值的標準工具。
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