調查局三等申論題 114年 [化學鑑識組] 儀器分析

第一題

📖 題組：
關於基質輔助雷射脫附游離飛行時間式質譜儀(MALDI-TOF MS),請回答下列問題:

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

此分析儀器的主要原理。(6分)

看到此題應先將儀器名稱拆解為「MALDI (游離源)」與「TOF (質量分析器)」兩部分來構思。MALDI 部分需強調基質吸光、能量轉移與軟游離（保護大分子不斷裂）的機制；TOF 部分則需點出同動能下，質量(m/z)大小與飛行速度、抵達時間的物理數學關係。

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【破題】 MALDI-TOF MS 結合了「基質輔助雷射脫附游離 (MALDI)」技術與「飛行時間 (TOF)」質量分析器，是一種專門用於分析大分子（如蛋白質、聚合物）的「軟游離」質譜技術。【論述】

基質與分析物的搭配是影響效果的主要因素之一,請寫出現今最常被使用的三種基質及其用途。(9分)

看到此題，應立即回想 MALDI 的游離機制：基質需具備吸收雷射能量（通常含芳香環/共軛系統）並協助分析物游離的特性。接著提取記憶中最經典且普遍使用的三種基質（CHCA、SA、DHB），並將其精準對應至各自最擅長分析的生物大分子（胜肽、大分子蛋白質、醣類）。

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【破題】在 MALDI-TOF MS 中，基質的作用是吸收雷射能量並轉移給分析物，協助其脫附與游離，避免分析物因高能雷射而裂解。常用的基質多為具有芳香環或共軛雙鍵的有機弱酸分子。【論述】

請說明 MALDI 游離法的甜蜜點效應(Sweet spot effect)及其對檢測結果的影響。(5分)

看到「甜蜜點效應」，應直擊 MALDI 樣品與基質「共結晶不均勻」的物理現象。思考此結晶差異如何導致雷射照射靶板不同位置時，訊號強度產生劇烈波動，並進一步推導其對「定量分析」與「再現性」的致命影響。

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【破題】「甜蜜點效應」（Sweet spot effect）是指在 MALDI 樣品製備過程中，因基質與分析物共結晶不均勻，導致靶板上僅有特定微小區域能產生極佳游離訊號的現象。【論述】