調查局三等申論題
113年
[化學鑑識組] 儀器分析
第 二 題
📖 題組：
薑黃素（curcumin, C21H20O6, 分子量 MW= 368, logP value ~3.3）是一種從薑黃根莖中提取得到的黃色色素，它是最主要的薑黃色素（curcuminoid）類物質，約占薑黃色素的 70%，除了薑黃素之外，這一類化合物還包括 10~20%的去甲氧基薑黃素（demethoxycurcumin, C20H18O5, MW=338, logP value ~3.2）以及 5%的雙去甲氧基薑黃素（bisdemethoxycurcumin, C19H16O4, MW= 308, logP value ~3.0）。文獻指出薑黃素具有抗發炎及抗氧化性質，屬於多酚類，可溶於醇類、醋酸、乙腈與氯仿。三者在 265 nm（log E~4.18）與 420 nm（log E~4.77）附近均有吸收，化學結構如下圖所示，請回答下列問題：
薑黃素（curcumin, C21H20O6, 分子量 MW= 368, logP value ~3.3）是一種從薑黃根莖中提取得到的黃色色素，它是最主要的薑黃色素（curcuminoid）類物質，約占薑黃色素的 70%，除了薑黃素之外，這一類化合物還包括 10~20%的去甲氧基薑黃素（demethoxycurcumin, C20H18O5, MW=338, logP value ~3.2）以及 5%的雙去甲氧基薑黃素（bisdemethoxycurcumin, C19H16O4, MW= 308, logP value ~3.0）。文獻指出薑黃素具有抗發炎及抗氧化性質，屬於多酚類，可溶於醇類、醋酸、乙腈與氯仿。三者在 265 nm（log E~4.18）與 420 nm（log E~4.77）附近均有吸收，化學結構如下圖所示，請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
依照上題所建立的分析條件，請問三類薑黃素中（a）最先流出管柱的物質為何？（b）最後流出管柱的物質為何？（4 分）
思路引導 VIP
本題主要考查層析分離機制的判斷。考生應先觀察題目提供的關鍵數據「log P 值」，理解其代表分子的疏水性/極性。接著帶入常規的逆相層析（RP-HPLC）原理，極性大的先沖提、極性小的後沖提，即可順利推導出流出順序。
小題 (一)
高效液相層析法（high performance liquid chromatography, HPLC）在裝置、管柱填料、技術及理論上進行了大幅改進。它包括高效分離柱、高壓輸液泵和高靈敏度偵檢器。請建立適當的逆相（reverse phase）HPLC 分析條件（包括移動相、操作條件、管柱與偵測器的選擇）來測定膠囊與錠狀食品中薑黃素、去甲氧基薑黃素及雙去甲氧基薑黃素等三類薑黃素含量之檢驗方法。（11 分）
思路引導 VIP
看到本題應先分析待測物的物化性質：logP值介於3.0~3.3代表偏脂溶性，適合使用逆相層析（C18管柱）；分子具酚羥基，移動相需加入微酸抑制解離以避免波峰拖尾；吸收光譜顯示在420 nm處有強吸收（log E最大），應選用UV-Vis或PDA偵測器並避開紫外光區干擾。最後依據逆相原理極性與logP大小，推導出三者的沖提順序。
逆相層析分離邏輯
💡 利用 log P 判斷分子極性，進而推導其在逆相層析管柱中的流出順序。
🔗 RP-HPLC 滯留時間推導鏈
- 1 數據判定 — 比較 log P：薑黃素(3.3) > 去甲(3.2) > 雙去甲(3.0)
- 2 極性轉換 — log P 越小者，極性越大（雙去甲氧基薑黃素極性最大）
- 3 管柱作用 — 逆相管柱（非極性）吸引疏水性物質，極性大者不易吸附
- 4 沖提結論 — 極性大（log P 小）者先流出；疏水大（log P 大）者最後流出
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🔄 延伸學習：延伸學習：若流動相有機比例增加，則所有物質的滯留時間將縮短。
