動力反應室結合感應耦合電漿質譜儀(ICP-DRC-MS)是相當新的微量多元素分析儀器，是根據分析物與干擾物離子之間不同的化學反應來消除光譜干擾，達到降低偵測極限的目的。本文將探討使用兩種進樣方式結合ICP-DRC-MS，在環境及生物樣品中鍺、砷、硒、銻的同時分析應用。

第一部份為利用流動注入式（Flow Injection，FI）結合氫化物生成感應耦合電漿質譜儀在環境及生物樣品中鍺、砷、硒、銻的同時分析應用。氫化物生成是利用氣體生成技術將分析物與溶液中的基質分離，具有減少基質效應、提高分析物的傳送效率及提升靈敏度等優點，而動力反應室(Dynamic reaction cell)可以有效解決Ar-based的光譜性干擾。本研究主要目的為建立一簡單的流動注入式氫化物生成系統，去除Cl2及ArCl對Ge與As的干擾，然後結合ICP-DRC-MS，降低Ar2對Se的干擾。研究中將尋求最佳的氫化物生成條件及動力反應室的參數設定，最後本方法將應用於河水及河海口水標準參考樣品（NRCC SLRS-3 、NRCC SLEW-2）、尿液標準參考樣品（NIST SRM 2670）、高雄市自來水及中山大學研究生的尿液樣品中鍺、砷、硒、銻元素的分析。

第二個部份則是不使用氫化物生成技術，而將樣品經由霧化器直接送到ICP-DRC-MS偵測，希望利用氣相反應降低基質成份所造成的光譜干擾，並使用校正曲線法及內標準法的方式定量。研究中將尋求DRC系統的最佳化，最後本方法將應用於標準參考樣品（NRCC SLRS-3 riverine water、 NIST SRM 1643d Trace Elements in Water）、尿液標準參考樣品（NIST SRM 2670 Toxic Metals in Freeze-Dried Urine）、澄清湖、蓮池潭及中山大學研究生尿液樣品中鍺、砷及硒的分析。

none

目 錄
論文摘要----------------------------------------------------------------------------I
謝誌--------------------------------------------------------------------------------III
目錄-------------------------------------------------------------------------------IV
圖表目錄------------------------------------------------------------------------VII
第一章 緒論-----------------------------------------------------------------------1
壹、前言---------------------------------------------------------------------------1
貳、基本原理---------------------------------------------------------------------1
參、分析功能與限制------------------------------------------------------------2
肆、參考文獻---------------------------------------------------------------------8


第二章 流動注入式氫化物生成技術結合感應耦合電漿質譜儀在環境及生物樣品中鍺、砷、硒、銻分析之應用---------------------10
壹、前言--------------------------------------------------------------------------10
貳、氫化物生成原理-----------------------------------------------------------13
參、Dynamic Reaction Cell原理---------------------------------------------15
肆、實驗部分--------------------------------------------------------------------19
一、儀器裝置-----------------------------------------------------------------19
二、藥品和溶液配製--------------------------------------------------------24
伍、實驗過程--------------------------------------------------------------------27
一、氫化物生成系統最佳化-----------------------------------------------27
二、DRC系統條件之最佳化----------------------------------------------30
三、ICP系統操作條件的最佳化------------------------------------------31
四、再現性--------------------------------------------------------------------31
五、校正曲線與偵測極限的估計-----------------------------------------32
六、真實樣品的前處理與分析--------------------------------------------32
陸、結果與討論-----------------------------------------------------------------35
一、氫化物生成系統最佳化-----------------------------------------------35
二、DRC系統條件之最佳化----------------------------------------------45
三、ICP系統操作條件的最佳化------------------------------------------51
四、校正曲線與偵測極限的估計------------------------------------------54
五、真實樣品的分析--------------------------------------------------------57
柒、結論--------------------------------------------------------------------------62
捌、參考資料--------------------------------------------------------------------63


第三章 動力反應室結合感應耦合電漿質譜儀直接測定環境及生物樣品中鍺、砷、硒元素之含量---------------------------------------66
壹、前言--------------------------------------------------------------------------66
貳、實驗部分--------------------------------------------------------------------69
一、儀器裝置-----------------------------------------------------------------69
二、藥品和溶液配製--------------------------------------------------------72
參、實驗過程--------------------------------------------------------------------75
一、DRC系統條件之最佳化----------------------------------------------75
二、使用DRC系統時，樣品基質成份對分析物訊號的影響------75
三、ICP系統操作條件的最佳化------------------------------------------76
四、校正曲線與偵測極限的估計-----------------------------------------76
五、真實樣品的分析--------------------------------------------------------77
肆、結果與討論-----------------------------------------------------------------78
一、DRC系統條件之最佳化----------------------------------------------78
二、使用DRC系統時，樣品基質成份對分析物訊號的影響-------92
三、ICP系統操作條件的最佳化------------------------------------------95
四、校正曲線與偵測極限的估計-----------------------------------------95
五、真實樣品的分析--------------------------------------------------------98
伍、結論------------------------------------------------------------------------102
陸、參考資料------------------------------------------------------------------103




圖 表 目 錄
第一章
圖1 ICP中元素的游離程度----------------------------------------------------3
表1 無機酸對ICP-MS可能形成的背景干擾------------------------------6


第二章
圖1 ICP-DRC-MS系統圖-----------------------------------------------------18
圖2 流動注入式氫化物生成系統圖----------------------------------------21
圖3 氣液分離裝置圖----------------------------------------------------------23
圖4 載體溶液及樣品溶液中所含Thiourea濃度對Ge、As、Se、Sb元素分析物訊號的影響---------------------------------------------38
圖5 NaBH4濃度對Ge、As、Se、Sb元素分析物訊號的影響--------40
圖6 HCl濃度對Ge、As、Se、Sb元素分析物訊號的影響-----------41
圖7 在流動注入式氫化物生成技術結合感應耦合電漿質譜儀中，NaBH4及載體溶液流速對分析訊號的影響------------------------43
圖8 反應氣體流速對分析物72Ge與干擾物的影響---------------------47
圖9 反應氣體流速對分析物75As與干擾物的影響---------------------48
圖10 反應氣體流速對分析物80Se與干擾物的影響--------------------49
圖11 反應氣體流速對分析物121Sb與干擾物的影響-------------------50
圖12 在流動注入式氫化物生成技術結合感應耦合電漿質譜儀中，霧化氣體流速對分析訊號的影響--------------------------------------52
圖13 在流動注入式氫化物生成技術結合感應耦合電漿質譜儀中，電漿功率對分析訊號的影響---------------------------------------53
圖14 FI-HG-ICP-DRC-MS系統中Ge、As、Se、Sb之流析圖-------55
表1 ICP-DRC-MS儀器操作狀況--------------------------------------------19
表2 微波消化步驟的設定條件----------------------------------------------34
表3 遮蔽試劑對鍺、砷、硒、銻氫化物生成訊號的影響-------------36
表4 Thiourea溶液中Citric acid對鍺、砷、硒、銻氫化物生成訊號的影響------------------------------------------------------------------- 37
表5 鍺、砷、硒、銻氫化物生成系統的最佳條件 ---------------------44
表6 72Ge、75As、80Se、121Sb的校正曲線及偵測極限------------------- 56
表7（a） 河水參考樣品（SLRS-3）FI-HG-ICP-DRC-MS標準添加法分析之結果---------------------------------------------------59
表7（b） 高雄市自來水FI-HG-ICP-DRC-MS標準添加法分析之結果-----------------------------------------------------------------59
表7（c） 河海口水參考樣品（SLEW-2）FI-HG-ICP-DRC-MS標準添加法分析之結果--------------------------------------------60
表7（d）、尿液標準參考樣品（NIST SRM 2670）FI-HG-ICP-DRC-MS標準添加法分析之結果------------------------------------60
表7（e） 中山大學研究生尿液樣品FI-HG-ICP-DRC-MS標準添加法分析之結果--------------------------------------------------61


第三章
圖1 同心圓氣動式霧化器系統圖-------------------------------------------70
圖2 Rpq為0.2時，不同反應氣體與氣體流速對分析物72Ge與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------79
圖3 Rpq為0.2時，不同反應氣體與氣體流速對分析物75As與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------80
圖4 Rpq為0.2時，不同反應氣體與氣體流速對分析物80Se與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------81
圖5 Rpq為0.4時，不同反應氣體與氣體流速對分析物72Ge與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------83
圖6 Rpq為0.4時，不同反應氣體與氣體流速對分析物75As與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------84
圖7 Rpq為0.4時，不同反應氣體與氣體流速對分析物80Se與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------85
圖8 Rpq為0.6時，不同反應氣體與氣體流速對分析物72Ge與干擾物訊號的影響-----------------------------------------------------------86
圖9 Rpq為0.6時，不同反應氣體與氣體流速對分析物75As與干擾物訊號的影響---------------------------------------------------------87
圖10 Rpq為0.6時，不同反應氣體與氣體流速對分析物80Se與干擾物訊號的影響---------------------------------------------------------88
圖11 Rpq為0.8時，不同反應氣體與氣體流速對分析物72Ge與干擾物訊號的影響---------------------------------------------------------89
圖12 Rpq為0.8時，不同反應氣體與氣體流速對分析物75As與干擾物訊號的影響---------------------------------------------------------90
圖13 Rpq為0.8時，不同反應氣體與氣體流速對分析物80Se與干擾物訊號的影響---------------------------------------------------------91
圖14 氯離子濃度在使用與不使用動力反應室的情況下對分析物訊號之影響比較圖------------------------------------------------------93
圖15 硫離子濃度在使用與不使用動力反應室的情況下對分析物訊號之影響比較圖------------------------------------------------------94
圖16 ICP-DRC-MS中，霧化氣體流速對分析訊號的影響------------96
圖17 ICP-DRC-MS中，電漿功率對分析訊號的影響------------------97
表1 ICP-DRC-MS儀器操作狀況--------------------------------------------69
表2（a） 標準參考水樣（NIST SRM 1643d）ICP-DRC-MS分析之結果--------------------------------------------------------------100
表2（b） 河水參考樣品（SLRS-3）ICP-DRC-MS分析之結果----100
表2（c） 尿液參考樣品（NIST SRM 2670）ICP-DRC-MS分析之結果-------------------------------------------------------------100
表2（d） 澄清湖ICP-DRC-MS分析之結果----------------------------101
表2（e） 蓮池潭ICP-DRC-MS分析之結果----------------------------101
表2（f） 中山大學研究生尿液樣品ICP-DRC-MS分析之結果----101

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