感應偶合電漿質譜儀(Inductively Couple Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS)，是一種微量多元素分析及同位素分析技術，它結合了原子化及游離化的特性以及質譜儀的靈敏度和測定同位素的能力。具有極低的偵測極限及線性範圍廣等優點。
毛細管電泳(Capillary Electrophoresis)具有分離效率高、分析速度快及分析樣品量少(pL-nL)和分離電解質消耗量少等優點，因此廣泛的應用在生化、藥物分析、臨床醫學及神經化學等領域。一般來說毛細管會在內徑25~100 µm的熔矽(fused silica)毛細管中進行分離，由於其散熱效果相當好，故可利用較高的電場來進行分離，使得此分離技術有較快的分析速度與分離效率(最高理論板數可達一百萬)。
本研究第一部份是利用毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜儀於食品及生物樣品中碘及溴物種分析之應用。分析的樣品有乾海帶、乾昆布、食用鹽巴以及兩個標準參考樣品(NIST SRM 1573a，Tomato Leave、NIST SRM 8435 ，Whole Milk Powder )。最後選用的分離條件：分離電解質為 10 mmol L-1 pH=8.0 Tris、分離電壓為-8 kV及注射時間為60秒，再將其最適化的條件應用於食品及生物樣品中碘離子(I-)、碘酸根(IO3-)、溴離子(Br-)及溴酸根(BrO3-)之分析。萃取是以10% m/v TMAH(tetramethylammoniumhydroxide)進行微波萃取，其回收率可達81%以上。且四個不同分析物可以在450秒內有效分離，各物種滯留時間及波峰訊號的再現性均優於5%，其校正曲線相關係數均優於0.9910。碘離子(I-)、碘酸根(IO3-)、溴離子(Br-)及溴酸根(BrO3-)個別的偵測極限為1.1、1.2、57、17 ng mL-1，而各物種添加回收率(spike recovery)介於94~105%之間。
第二部份是以毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜分析食品樣品中的鈷物種。實驗中使用界面活性劑SDS添加至Tris緩衝溶液中進行氰鈷胺素 (Cyanocobalamin (CN-Cbl)，Vitamin B12) 、氫氧鈷胺素(Hydroxylcobalamin(OH-Cbl)，Vitamin B12a) 以及無機鈷(Co2+)的分離。實驗中探討了分離電解質和界面活性劑的濃度、pH值以及分離電壓對電泳分離的影響，再將最適化條件應用於健康食品綠藻錠及乾海菜樣品中鈷物種之測定。以5% HNO3進行加熱萃取，其萃取回收率可達91%以上，三個鈷物種能夠在650秒內分離完成，各物種滯留時間及波峰訊號的再現性均小於6%，其校正曲線相關係數均大於0.9957。CN-Cbl、OH-Cbl和Co2+個別的偵測極限為0.3、0.2和1.7
ng mL-1，各物種添加回收率(spike recovery)介於94~105%之間。
第三個部份是使用毛細管電泳結合動態反應管感應偶合電漿質譜儀於硒及碲物種分析之應用。本實驗是以CE-DRC-ICP-MS分離Selenomethionine(SeMet)、Selenocystine((SeCys)2)、Se(IV)、Se(VI)、Te(IV)和Te(VI)等六個不同物種，由於感應偶合電漿質譜在測定78Se+、80Se+時會有38Ar40Ar+、40Ar40Ar+的同質量光譜干擾，所以本研究希望藉由動態反應管系統來降低此干擾。研究中除了探討了分離電解質濃度、pH值及分離電壓對分析物分離的影響，並且尋找DRC系統最適化的條件以及最佳的萃取試劑。最適化的實驗條件：分離電解質為20 mmol L-1 pH=10.0 CAPS (3-cyclohexlamino-1-propane-sulfonic acid)、分離電壓為20 kV及注射的樣品時間為60秒，將其應用於健康食品硒錠以及兩個標準參考樣品(NIST SRM 1633b，Coal Fly Ash、NIST SRM 2781，Domestic Sludge )中的硒及碲之定量分析。萃取方面：健康食品硒錠的萃取液中加入Protease type XIV的酵素進行萃取，但兩個標準參考物質則是以添加HF於萃取液中進行萃取，其萃取回收率均在90%以上，六個不同物種只需390秒便能達到有效分離，各物種滯留時間及波峰訊號的再現性均優於5%，各物種校正曲線相關係數均大於0.9958。SeMet、SeCys2、Se(IV)、Se(VI)、Te(IV) 和Te(VI) 個別的偵測極限為2.2、5.8、2.7、4.1、0.5和0.38 ng mL-1，各物種添加回收率(spike recovery)介於93~101%之間。

none

目 錄
論文摘要-----------------------------------------------------------Ⅰ
謝誌-----------------------------------------------------------------Ⅳ
目錄---------------------------------------------------------------- Ⅵ
圖表目錄-----------------------------------------------------------Ⅸ

第1章 毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜儀於食品及生物樣品中溴及碘物種分析之應用
1-1 前言-------------------------------------------------------------1
1-2 實驗部份-------------------------------------------------------5
1-2-1 儀器裝置與設備-------------------------------------------5
1-2-2 試藥與溶液的配製----------------------------------------9
1-2-3 實驗過程---------------------------------------------------12
1-3 結果與討論--------------------------------------------------18
1-3-1 CE 之分離條件最適化---------------------------------18
1-3-2 重複性、檢量線性與偵測極限------------------------22
1-3-3 食品及生物樣品中碘及溴物種總量與萃取效率探討--------------------------------------------------------------------23
1-3-4 真實樣品的分析應用------------------------------------29
1-4 結論-----------------------------------------------------------42
1-5 參考文獻-----------------------------------------------------43
第二章 毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜儀於食品樣品中含鈷化合物分析之應用
2-1 前言-----------------------------------------------------------45
2-2 實驗部份-----------------------------------------------------49
2-2-1儀器裝置與設備------------------------------------------49
2-2-2 試藥與溶液的配製---------------------------------------50
2-2-3 實驗過程--------------------------------------------------53
2-3 結果與討論--------------------------------------------------60
2-3-1 CE 之分離條件最適化的探討-------------------------60
2-3-2 重複性、檢量線性與偵測極限------------------------67
2-3-3 食品樣品中含鈷化合物總量與萃取效率之探討---67
2-3-4 真實樣品的分析應用-----------------------------------70
2-4 結論-----------------------------------------------------------81
2-5 參考文獻----------------------------------------------------83

第三章 毛細管電泳結合結合動態反應管感應偶合電漿於食物及環境樣品中硒及碲物種的分析應用
3-1 前言-----------------------------------------------------------84
3-2 實驗部份-----------------------------------------------------89
3-2-1 儀器裝置與設備------------------------------------------89
3-2-2 試藥與溶液的配製--------------------------------------90
3-2-3 實驗過程---------------------------------------------------93
3-3 結果與討論-------------------------------------------------100
3-3-1 毛細管電泳分離條件的探討-------------------------100
3-3-2 DRC-ICP-MS系統操作條件--------------------107
3-3-3 硒及碲物種的分離-------------------------------------115
3-3-4 重複性、檢量線性與偵測極限----------------------115
3-3-5 真實樣品的分析應用----------------------------------117
3-4 結論---------------------------------------------------------129
3-5 參考文獻---------------------------------------------------131


















圖表目錄
第一章 毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜儀於食品及生物樣品中碘
及溴物種分析之應用
圖1-1(a) 壓克力箱正面架構---------------------------------------------------6
圖1-1(b) 壓克力箱側面架構---------------------------------------------------6
圖1-2 商業化CEI-100介面圖------------------------------------------------ 8
圖1-3 十字型的轉接頭、低流量霧噴器與霧噴室-------------------------8
圖1-4 實驗流程圖--------------------------------------------------------------17
圖1-5 分離電解質pH值對電泳分離的影響-----------------------------20
圖1-6 分離電壓對電泳圖的影響-------------------------------------------21
圖1-7 樣品注射時間對電泳分離的影響----------------------------------24
圖1-8 分離電解質濃度對電泳分離的影響--------------------------------25
圖1-9 台鹽鹽巴樣品的分離圖-----------------------------------------------32
圖1-10 市售乾海帶芽樣品的分離圖---------------------------------------35
圖1-11 乾昆布樣品的分離圖------------------------------------------------36
圖1-12 蕃茄葉 (SRM 1573a) 的電泳分析圖----------------------------39
圖1-13 牛奶 (SRM 8435) 的電泳分析圖---------------------------------40
表1-1 碘和溴物種在 CE-ICP-MS 之實驗操作條件--------------------26
表1-2 碘和溴物種的遷移時間及訊號的再現性-------------------------27
表1-3 碘和溴的校正曲線及偵測極限--------------------------------------28
表1-4改變萃取液種類對萃取效率的影響---------------------------------31
表1-5以CE-ICP-MS 測定台鹽樣品中碘及溴物種含量與回收率----33
表1-6 各種樣品中的碘及溴物種之萃取效率-----------------------------34
表1-7 以CE-ICP-MS 測定乾海帶芽及乾昆布樣品中碘及溴物種濃度與回收率的結果--------------------------------------------------------37
表1-8 以CE-ICP-MS 測定蕃茄枼及牛奶標準參考樣品中碘及溴物種濃度與回收率的結果--------------------------------------------------41

第二章 毛細管電泳結合感應偶合電漿質譜儀於食品樣品中含鈷化合物分析之應用
圖2-1 CE-ICP-MS 結構圖----------------------------------------------------51
圖2-2 Cyanocobalamin (CN-Cbl) 之結構----------------------------------55
圖2-3 Hydroxocobalamin (OH-Cbl) 之結構-------------------------------55
圖2-4 實驗流程圖--------------------------------------------------------------59
圖2-5 分離電壓對電泳圖的影響--------------------------------------------62
圖2-6 分離電解質pH值對電泳圖的影響----------------------------------63
圖2-7 SDS濃度對電泳圖的影響---------------------------------------------65
圖2-8 分離電解質濃度對電泳分離的影響--------------------------------66
圖2-9 綠寶綠藻錠樣品的分離圖------------------------------------------73
圖2-10 味丹綠藻錠樣品的分離圖------------------------------------------74
圖2-11 海菜樣品的分離圖---------------------------------------------------77
圖2-12 海帶樣品的分離圖---------------------------------------------------79
表2-1 鈷物種在 CE-ICP-MS 之實驗操作條件--------------------------68
表2-2 含鈷化合物的遷移時間及訊號的再現性--------------------------69
表2-3 含鈷化合物的校正曲線及偵測極限-------------------------------70
表2-4 各種樣品中含鈷化合物之萃取效率--------------------------------72
表2-5 以CE-ICP-MS 測定綠寶綠藻錠及味丹綠藻錠樣品中含鈷化合物濃度與回收率的結果-----------------------------------------------76
表2-6 以CE-ICP-MS 測定海菜及海帶樣品中含鈷化合物濃度與回收率的結果-----------------------------------------------------------------80
表2-7 實驗結果與其他文獻之比較-----------------------------------------82

第三章 毛細管電泳結合結合動態反應管感應偶合電漿於食物及環境樣品中硒及碲物種的分析應用
圖3-1 實驗步驟流程-----------------------------------------------------------99
圖3-2 分離電解質pH值對電泳分離的影響-----------------------------102
圖3-3 分離電壓對電泳圖的影響------------------------------------------103
圖3-4 分離電解質濃度對電泳分離的影響------------------------------105
圖3-5 樣品注射時間對電泳分離的影響---------------------------------106
圖3-6 以CH4為反應氣體，設定q值為0.4，改變氣體流速對Se及Te分析物及背景訊號的影響---------------------------------------110
圖3-7 以CH4為反應氣體，設定q值為0.7，改變氣體流速對Se及Te分析物及背景訊號的影響---------------------------------------111
圖3-8 以CH4為反應氣體，改變氣體流速，固定q值為(a) 0.4 (b) 0.7 時所得之訊號對雜訊比(Signal /Background)-------------------112
圖3-9 以CH4為反應氣體，固定氣體流速為0.5 mL min-1，改變q值對預估偵測極限值(EDL)的影響---------------------------------113
圖3-10 分別在(a)標準模式及(b) DRC 模式下分離六個不同物種分析物之電泳圖-----------------------------------------------------------116
圖3-11 健康食品硒錠樣品的分離圖--------------------------------------122
圖3-12 都市污泥(SRM 2781) 的電泳分析圖---------------------------124
圖3-13 飛灰(SRM 1633b) 的電泳分析圖--------------------------------125
表3-1 硒及碲物種之化學式及解離常數pKa值--------------------------88
表3-2 硒和碲物種在 CE 之最適化條件---------------------------------108
表3-3 DRC-ICP-MS系統操作條件----------------------------------------114
表3-4 硒和碲物種的遷移時間及訊號的再現性------------------------118
表3-5 硒及鍗物種的校正曲線及偵測極限------------------------------119
表3-6 各種樣品中的硒及碲物種之萃取效率---------------------------121
表3-7 以CE-DRC-ICP-MS 測定硒錠樣品中硒及碲物種含量與回收率------------------------------------------------------------------------123
表3-8以CE-DRC-ICP-MS測定標準參考樣品中硒及碲物種-------127
表3-9 實驗結果與其他文獻之比較---------------------------------------130

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