高考申論題
112年
[化學工程] 儀器分析
第 三 題
三、液相層析質譜儀（LC/MS）為鑑定未知化合物常用的工具。在商品化的LC/MS中，常使用離子阱質量分析器（ion-trap mass analyzer），請畫出離子阱質量分析器的構造、標示組件的名稱，並說明如何選擇特定荷質比（m/z）的離子。（15分）
📝 此題為申論題
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這是一道獨立題，考點為離子阱（Ion trap）質量分析器。作答時需先畫出其核心構造：一個環狀電極（Ring electrode）與上下兩個端蓋電極（End-cap electrodes）。接著說明其原理：透過在電極上施加特定頻率的射頻（RF）與直流（DC）電壓，形成三維四極場，使特定 m/z 的離子軌道穩定而留在阱中，隨後改變電壓使離子依序排出並被偵測。
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【考點分析】 本題考查質譜儀中「離子阱質量分析器（3D Ion Trap）」的硬體構造及操作原理，特別是如何實現特定離子的分離與選擇。 【理論/法規依據】
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離子阱質量分析器
💡 利用三維電場控制離子軌道穩定性，實現離子捕捉與分離。
- 構造組成：一個中央環狀電極（Ring）與兩個端蓋電極（End-cap）。
- 操作原理：施加射頻（RF）電壓形成勢阱，依馬修方程式決定軌道穩定性。
- 掃描模式：逐步增加 RF 電壓使離子按 m/z 大小依序射出進入偵測器。
- 選擇技術：結合 DC 電壓或寬頻共振激發，排除非目標離子以進行 MS/MS。
