脫附電噴灑游離質譜法(desorption electrospary ionization mass spectrometry, DESI/MS)是在2004年所發展出來的新游離法。在脫附電噴灑游離法中，利用探針產生帶電液滴，接著藉著高速氮氣流的攜帶來撞擊分析物表面，而從分析物表面所形成的離子再進入質譜儀作分析。此方式可直接偵測到許多未經處理的固體樣品表面所含化合物之組成，並可在極短時間內得到其質譜訊號。在脫附電噴灑游離法中，準確的脫附方式及游離機制尚未說明。目前推測的有三種可能的機制：（1）由電噴灑產生的氣相離子撞擊分析物表面，而分析物也因離子撞擊而由分析物表面脫附出來，在撞擊的過程中離子與分析物會產生離子轉移而使分析物帶電荷；（2）由電噴灑所產生的液滴經由氣體帶動後撞擊分析物表面，在液滴與分析物撞擊接觸時會將分析物融入液滴中，進而再產生電噴的游離機制使分析物帶電荷；（3）不帶電的分析物經由揮發脫附後，在大氣壓力下藉由質子/電子轉移或是離子/分子反應而產生氣相游離。
液滴電噴灑質譜法（droplet electrospray mass spectrometry）是1994年由P. Kebarlen所提出，其主要是將超音波震盪器連接到毛細管，藉此使溶液從毛細管出來後是有頻率的一滴滴落下，並在液滴落下的路徑中放置一加上高電壓的探針，當中性液滴接近探針尖端時，會因高電場而使液滴產生電噴灑現象，與傳統電噴灑游離法不同的是此方式是液滴經由電場誘導而產生電噴灑而非直接加電壓來產生電噴灑。
本研究我們將改變DESI probe以及質譜入口處的電壓，且改變氣體流速，藉此來探討脫附電噴灑游離法中可能的游離機制。研究中我們將樣品由探針中噴灑撞擊sample plate且分別用兩種方式：（1）將電壓加在質譜入口，探針不加電壓，噴灑出的是中性液滴；（2）探針加上電壓，質譜入口不加電壓，噴灑出的是帶電液滴為。以上述兩方式為基本條件，再改變氣體流速及施加電壓，藉此方式來觀察條件改變對於脫附電噴灑游離法游離機制之影響，推測有液滴電噴灑的機制，並對傳統的液滴電噴灑游離法作一改良。

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摘要..........................................................................................................Ⅰ
目錄..........................................................................................................Ⅲ
圖目錄......................................................................................................Ⅴ
壹、緒論......................................................................................................1
一、前言..............................................................................................1
二、脫附電噴灑游離質譜法...............................................................4
三、電噴灑游離質譜法（electrospray ionization mass spectrometry, ESI/MS）發展與原理................................................................9
1.電噴灑游離質譜法的歷程….................................................9
2.電噴灑游離法的原理及機制...............................................11
四、液滴電噴灑游離法.....................................................................16
五、論文目標.....................................................................................19
貳、實驗....................................................................................................20
一、儀器裝置....................................................................................20
1. 四極柱飛行時間質譜儀.......................................................20
2. 高電壓電源供應器...............................................................20
3. 自組裝脫附電噴灑游離源...................................................20
二、藥品及試劑................................................................................21
三、試劑的配製..................................................................................23
參、結果與討論........................................................................................26
第一部份：脫附電噴灑游離質譜法在鑑識科學上的應用..............26
一、以脫附電噴灑游離法偵測墨水殘跡......................................26
二、以脫附電噴灑游離質譜法偵測藥片成分..............................39
第二部份：脫附電噴灑游離法中液滴電噴灑機制之探討..............42
A.改變End-cap及ESI probe施加的電壓探討可能之游離機制.43
B.將樣品置於電噴灑溶液中，改變end-cap及ESI probe施加的 電壓以及霧化氣體壓力，並探討可能之游離機制。.................50
C. 將樣品置於電噴灑溶液中且不經樣品盤，改變end-cap及ESI probe之距離以及霧化氣體壓力，探討其可能之游離機制...58
D.將樣品置於電噴灑溶液中，比較樣品盤接地與不接地的差異，並探討其可能之游離機制。…………...............................64
肆、參考文獻............................................................................................68




圖目錄

圖一、(a)電噴灑產生的離子撞擊表面；(b)電荷在表面累積；(c)隨後撞擊脫附游離................................................................................7
圖二、分析物揮發後與電噴灑產生的離子反應產生離子-分子反應使分析物帶電荷................................................................................7
圖三、(a)電噴灑產生的離子撞擊表面；(b)分析物溶進液滴或是吸附於液滴上；(c)含分析物液滴離開分析物表面；(d)分別以DESI以及ESI偵測肌紅蛋白所得到的質譜圖，肌紅蛋白皆以帶多價電荷離子被偵測到........................................................................8
圖四、(a) 電噴灑游離裝置及原理圖；(b)電噴灑之照片....................12
圖五、電噴灑形成示意圖........................................................................13
圖六、氣相多價電荷離子生成機制圖....................................................15
圖七、液滴電噴灑液滴游離示意圖及液滴噴灑的放大圖....................17
圖八、(a)FIDI中液滴受高電場誘導游離,(b)液滴受電場誘導後產生對稱的噴灑......................................................................................18
圖九、DESI probe組裝方式.....................................................................19
圖十、自組裝脫附電噴灑游離源裝置圖................................................22
圖十一、實驗中所分析的藥錠結構(a) Methaqualone (b) Ketamine
(c) Diazepam (d) Sildenafil Citrate。......................................23
圖十二、以脫附電噴灑游離質譜法分析不同原子筆所得之質譜圖(a)SKB ball pen 202 black(b)Mitsubishi UN151 black……...28
圖十三、以脫附電噴灑游離法偵測同為M牌但型號及顏色不同之原子筆(a)UN207 black(b)UMR85N black(c)UN207 blue (d)UMR85N blue……………………………………………..31
圖十四、以不同組成的溶劑來分析墨水成分(a)甲醇(b)甲醇：水 1：1 含0.1％醋酸(c)水+0.1％醋酸.................................................33
圖十五、以脫附電噴灑游離法偵測不同品牌之印表機墨水所得質譜圖(a)HP(b)EPSON(c)LEXMARK...............................................35
圖十六、以脫附電噴灑游離法偵測同品牌型號不同顏色墨水所得之質譜圖(a)紅色(b)綠色(c)藍色。...................................................36
圖十七、以脫附電噴灑游離法偵測以HP紅色不同字型大小之墨漬所得的質譜圖(a)4pt(b)12pt(c)50pt.............................................38
圖十八、以脫附電噴灑游離法語電噴灑游離法分析Methaqualone (a)以電噴灑分析所得的質譜圖(b)以DESI/MS分析所得的質譜圖。……………………………………………………........40
圖十九、以脫附電噴灑游離法分析(a)Ketamine (b)Diazepam (c)Sildenafil Citrate。................................................................41
圖二十、實驗（A）實驗參數及實驗方式。…………...............................44
圖二十一、以脫附電噴灑游離法偵測myoglobin並改變end-cap電壓..45
圖二十二、脫附電噴灑游離法之離子形成機制圖。..............................46
圖二十三、實驗A-2的離子形成機制圖。...............................................47
圖二十四、以脫附電噴灑游離法偵測myoglobin，其中probe電壓為0V並改變end-cap電壓。...........................................................49
圖二十五、實驗（B）參數及實驗方式.....................................................51
圖二十六、分析物帶電液滴之游離機制圖。..........................................51
圖二十七、以在ESI probe上施加不同電壓，帶電液滴撞擊樣品板後所得之質譜圖，實驗中並改變probe電壓(a)5000V (b)4000V (c)3000V (d)2000V (e)1000V。...........................53
圖二十八、改變氣體壓力來偵測含分析物（肌紅蛋白）之中性液滴經碰撞誘導游離所得質譜圖。................................................54
圖二十九、分析物中性液滴游離機制圖。..............................................55
圖三十、改變end-cap電壓來偵測含分析物（肌紅蛋白）之中性液滴，經碰撞誘導游離所得之質譜圖。.............................................57
圖三十一、實驗（C）實驗參數及實驗方式.............................................59
圖三十二、改變氣體壓力來偵測肌紅蛋白所得到的質譜圖(a)0psi (b)10psi (c)20psi (d)30psi (e)40psi (f)50psi (g)60psi (h)70psi (i)80psi…………………………………...………60
圖三十三、固定氣體壓力為30psi，改變end-cap及probe之間距離來偵測肌紅蛋白所得到的質譜圖(a)15mm 0psi (b)15mm 30psi (c)20mm 30psi (d)25mm 30psi (e)30mm 30psi。.....62
圖三十四、分析物中性液滴直接由end-cap誘導游離機制圖。............63
圖三十五、帶電液滴經過不?袗?板之游離機制圖。..............................64
圖三十六、帶電液滴經過不?袗?板之游離機制圖。.............................65
圖三十七、將?袗?板接地與不接地方式偵測肌紅蛋白所得之質譜....66
圖三十八、以液滴電噴灑游離法分析細胞色素C及胰島素所得的質譜圖…………………………………………………….….66

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