論文名稱：動力反應室結合感應耦合電漿質譜儀在水樣中砷物種及
砷元素之分析應用
校（院）所組別： 國立中山大學（理學院） 化學研究所分析組
畢業時間及提要別： 九十學年度第二學期 碩士 學位論文提要
研究生：許傳正 指導教授：江旭禎博士
論文提要內容：

在一些病理學研究上，砷被認為是有毒的元素，像是烏腳病和一些癌症的發生都被證實和砷有密切的關係，因此砷物種的分析也就格外重要。砷在環境水樣中大多以三價砷、五價砷、單甲基砷和雙甲基砷的形式存在，而不同形式的砷物種其毒性也不同，因此有必要對不同形式的砷物種作個別偵測。而砷元素分析不需經過分離物種的步驟，可直接將樣品以流動注射的方式送到ICP-MS進行偵測。本研究將分成兩套儀器系統對砷物種及砷元素分析作探討。

（一）HPLC-HG-ICP-DRC-MS系統
本系統是在樣品送入ICP-MS偵測器之前，先以HPLC將不同的砷物種給予適當的分離，再得到個別砷物種的訊號。另外，因為砷為一高游離能的元素，其在ICP之游離效率不佳，因此本系統中會使用氫化物生成技術（Hydride Generation）來提升分析物訊號，以增加靈敏度；再則由於氫化物生成技術所使用的試劑（如HCl），在電漿中35Cl與40Ar形成75ArCl+，會對砷在自然界唯一同位素75As+的偵測造成嚴重的光譜性干擾。因此，本系統又結合動力反應室（Dynamic

Reaction Cell，簡稱DRC）來消除此相同質量的光譜干擾。實驗中將探討液相層析沖湜液之最佳組成、氫化物生成的最佳試劑條件以及DRC相關參數（如氣體種類、氣體流速等）的最佳化。最後再以此系統測定真實水樣內的砷物種含量。

（二）FI-HG-ICP-DRC-MS系統
由於不同價數的砷物種有不同的氫化物生成效率，其中以低價數的砷物種之氫化物生成效率較佳。因此在進行分析前，需先將樣品經過預還原（pre-reduction）的步驟，使得不同價數的砷物種還原成低價數的砷物種，再進行氫化物生成反應，以便得到較佳的氫化物生成效率。實驗中將探討氫化物生成的最佳試劑條件、DRC相關參數的最佳化以及高氯離子濃度對分析物訊號的影響。最後再以此系統測定真實水樣內的砷元素含量。

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目 錄
論文摘要--------------------------------------------------------------------------Ⅰ
謝誌--------------------------------------------------------------------------------Ⅲ
目錄--------------------------------------------------------------------------------Ⅳ
圖表目錄--------------------------------------------------------------------------Ⅷ
第一章 感應耦合電漿質譜儀簡介------------------------------------------1
一、前言---------------------------------------------------------------------------1
二、基本原理---------------------------------------------------------------------2
三、參考文獻---------------------------------------------------------------------10

第二章 以液相層析法結合感應耦合電漿動力反應室質譜儀來測定水樣中之砷物種----------------------------------------------------12
一、前言---------------------------------------------------------------------------12
二、氫化物生成原理-----------------------------------------------------------15
三、Dynamic Reaction Cell原理---------------------------------------------17
四、實驗部分--------------------------------------------------------------------20
（一）、儀器裝置------------------------------------------------------------20
（二）、藥品與溶液的配製------------------------------------------------25
五、實驗過程--------------------------------------------------------------------28
（一）、分離條件之最佳化-------------------------------------------------28

（二）、氫化物生成系統之最佳化-----------------------------------------34
（三）、DRC系統之最佳化------------------------------------------------36
（四）、分析質量數的選擇-------------------------------------------------37
（五）、校正曲線、再現性與偵測極限的估計-------------------------38
（六）、真實樣品的分析----------------------------------------------------39
六、結果與討論------------------------------------------------------------------40
（一）、分離條件之最佳化-------------------------------------------------40
（二）、氫化物生成系統之最佳化----------------------------------------46
（三）、DRC系統之最佳化------------------------------------------------52
（四）、分析質量數的選擇-------------------------------------------------55
（五）、校正曲線、再現性與偵測極限的估計-------------------------58
（六）、真實樣品的分析----------------------------------------------------61
七、結論---------------------------------------------------------------------------69
八、參考文獻---------------------------------------------------------------------70

第三章 以氫化物生成結合感應耦合電漿動力反應室質譜儀來測定水樣中之砷元素----------------------------------------------------73
一、前言-------------------------------------------------------------------------73
二、實驗部分-------------------------------------------------------------------75

（一）、儀器裝置------------------------------------------------------------75
（二）、藥品和溶液的配製------------------------------------------------79
三、實驗過程--------------------------------------------------------------------81
（一）、DRC系統之最佳化------------------------------------------------81
（二）、氫化物生成系統之最佳化----------------------------------------82
（三）、預還原效果的探討-------------------------------------------------82
（四）、ICP系統操作條件的最佳化--------------------------------------82
（五）、高濃度氯離子對砷分析訊號的影響----------------------------83
（六）、再現性測試----------------------------------------------------------83
（七）、定量方法的選擇----------------------------------------------------83
（八）、真實樣品的分析----------------------------------------------------84
四、結果與討論-----------------------------------------------------------------85
（一）、DRC系統之最佳化------------------------------------------------85
（二）、氫化物生成系統之最佳化----------------------------------------85
（三）、預還原效果的探討-------------------------------------------------85
（四）、ICP系統操作條件的最佳化-------------------------------------89
（五）、高濃度氯離子對砷分析訊號的影響----------------------------89
（六）、再現性測試----------------------------------------------------------93
（七）、定量方法的選擇----------------------------------------------------93

（八）、真實樣品的分析----------------------------------------------------93
五、結論---------------------------------------------------------------------------99
六、參考文獻-------------------------------------------------------------------100

三、參考文獻
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