蒸氣生成法（Vapor generation，VG）是將分析物和反應試劑反應形成氫化物或高揮發性氣態產物的方法，蒸氣生成法結合感應偶合電漿質譜儀能增加樣品傳輸效率，因此可提升靈敏度、降低偵測極限，也可因能將分析物和基質分離，而減低特定光譜干擾。
相較於傳統固體樣品需經酸消化再進行分析，本研究利用泥漿進樣及乳化法進樣配合流動注入裝置注入樣品，可以簡化樣品前處理的繁雜程序，避免樣品前處理過程中導入污染物及降低易揮發物種在消化時損失等優點。
本研究以蒸氣生成感應偶合電漿質譜儀偵測葉子及食用油中砷、銻、鉍、汞及鎘等元素。所分析元素均為毒性物，可能因環境污染而增加在日常生活食品內的濃度。研究分為兩部分，第一部分即利用泥漿進樣方式結合蒸氣生成感應偶合電漿質譜儀測定葉子樣品中砷、銻、鉍及汞元素的含量。
研究中將葉子樣品磨成粉末，添加適量試劑，再以超純水稀釋使成泥漿狀後進樣。本研究選擇以半胱胺酸（L-cysteine）當輔助還原試劑，L-cysteine 除了具有在低濃度酸環境下可進行還原反應的優點外，亦可充當遮蔽試劑，以降低過渡金屬在蒸氣生成時之干擾。實驗中配製茶葉樣品當基質，探討蒸氣生成的變數，包含NaBH4 濃度、樣品及載體溶液中HCl 及L-cysteine 濃度，並尋求蒸氣生成及ICP 操作條件的最適化。將分析條件最適化後，在樣品基質中添加1 ng mL-1 元素標準溶液，分析物訊號波峰面積相對標準偏差（RSD）均在3.4%以內（n = 7）。研究中以分析NIST SRM 1573a（Tomato leaves）、NISTSRM 1547（Peach leaves）二種葉子標準參考物質及市售茶葉以驗證此分析方法之實用性。因樣品基質的差異造成分析物添加法及水溶液校正曲線法斜率的不同，本研究以分析物添加法及同位素稀釋法進行定量，得到砷、銻、汞及鉍偵測極限分別為0.004、0.007、0.03、0.0004ng mL-1。除汞元素外，標準參考樣品定量結果與參考值吻合，市售茶葉樣品以密閉式微波消化方式進行消化，再以傳統氣動式霧化器進樣分析，並將蒸氣生成定量結果與消化分析結果比對，亦與消化後分析結果相近，證實了此方法的可行性。
第二部分則針對食用油樣品中砷、鎘及汞元素進行分析。由於食用油是屬於有機質含量較高之樣品，與酸消化過程中易產生大量氣體，消化不易；且食用油中砷、鎘及汞濃度不高，需使用偵測極限較低之分析方法進行測定。因此本實驗將食用油樣品乳化後，以流動注入方式結合蒸氣生成感應偶合電漿質譜儀測定砷、鎘及汞元素，本分析方法具有避免樣品前處理的缺點且能降低偵測極限。研究中以界面活性劑Triton X-100 將食用油樣品乳化，並以乳化食用油作為樣品基質，尋求蒸氣生成及ICP 操作條件的最適化，並探討可能的光譜干擾。將分析條件最適化後，在食用油基質下添加1 ng mL-1 元素標準溶液，分析物訊號波峰面積相對標準偏差（RSD）均在5.6%以內（n= 7）。由於食用油並沒有標準參考樣品可提供定量上比對確認，選擇三種市售食用油樣品進行分析，以分析物添加法及同位素稀釋法進行定量，同時將市售食用油樣品以開放式微波消化方式進行消化，再以傳統氣動式霧化器進樣分析，並將蒸氣生成定量結果與消化分析結果比對，其結果相近，As、Cd 及Hg 的偵測極限分別為0.001、0.004、0.004 ng mL-1。證實了以VG-ICP-MS 分析方法直接測定乳化食用油中砷、鎘及汞的可行性。

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目 錄
論文提要 .................................................................................................... I
目錄 ......................................................................................................... IV
圖表目錄 .............................................................................................. VIII
第一章 泥漿進樣結合蒸氣生成技術感應偶合電漿質譜儀分析葉子
樣品中砷、銻、汞及鉍之應用
壹、 前言 ................................................................................................. 1
一、 研究背景 .............................................................................. 1
二、 金屬的毒性及對人體的危害 .............................................. 4
三、 流動注入法(Flow Injection Analysis，FIA)的原理 ........... 5
四、 蒸氣生成法（Vapor generation，VG）原理 .................... 6
五、 同位素稀釋法 ...................................................................... 8
貳、 實驗部份 ....................................................................................... 10
一、 儀器裝置 ............................................................................ 10
二、 試劑藥品及溶液的配製 .................................................... 15
參、 實驗過程 ....................................................................................... 17
一、 蒸氣生成系統之最適化 .................................................... 17
二、 ICP系統操作條件的最適化 .............................................. 19
V
三、 遮蔽試劑（Masking agent）對訊號的影響 .................... 20
四、 再現性 ................................................................................ 20
五、 校正曲線與偵測極限的估計 ............................................ 21
六、 樣品的前處理與分析 ........................................................ 22
肆、 結果與討論 .................................................................................. 24
一、 蒸氣生成系統之最適化 .................................................... 24
二、 ICP系統操作條件的最適化 .............................................. 30
三、 遮蔽試劑（Masking agent）對訊號的影響 .................... 33
四、 再現性 ................................................................................ 33
五、 校正曲線與偵測極限的估計 ............................................ 37
六、 真實樣品的分析 ................................................................ 42
伍、 結論 ............................................................................................... 48
陸、 參考文獻 ....................................................................................... 49
第二章 乳化法進樣結合蒸氣生成技術感應偶合電漿質譜儀分析食
用油中砷、鎘及汞之應用
壹、 前言 ............................................................................................... 52
一、 研究背景 ............................................................................ 52
二、 金屬的毒性及對人體的危害 ............................................ 54
VI
貳、 實驗部份 ....................................................................................... 57
一、 儀器裝置 ............................................................................ 57
二、 試劑藥品及溶液的配製 .................................................... 60
參、 實驗過程 ....................................................................................... 63
一、 食用油樣品乳化之製備 .................................................... 63
二、 蒸氣生成系統之最適化 .................................................... 66
三、 ICP系統操作條件的最適化 .............................................. 69
四、 光譜（同質量）干擾 ........................................................ 70
五、 再現性 ................................................................................ 70
六、 校正曲線與偵測極限的估計 ............................................ 70
七、 食用油樣品前處理及分析 ................................................ 71
肆、 結果與討論 .................................................................................. 72
一、 蒸氣生成系統之最適化 .................................................... 72
二、 ICP系統操作條件的最適化 .............................................. 81
三、 光譜（同質量）干擾 ........................................................ 84
四、 再現性 ................................................................................ 88
五、 校正曲線與偵測極限的估計 ............................................ 88
六、 食用油樣品前處理及分析 ................................................ 93
伍、 結論 ............................................................................................... 98
VII
陸、 參考文獻 ....................................................................................... 99
圖 表 目 錄
第一章 泥漿進樣結合蒸氣生成技術感應偶合電漿質譜儀分析葉子
樣品中砷、銻、汞及鉍之應用
圖1-1 流動注入蒸氣（FI-VG）生成 ................................................. 12
圖1-2 茶葉泥漿樣品製備流程圖 ........................................................ 23
圖1-3 NaBH4濃度對As、Sb、Bi、Hg元素分析物訊號的影響
26
圖1-4 載體溶液及樣品中所含HCl濃度對As、Sb、Bi、Hg元
素分析物訊號的影響 ................................................................ 28
圖1-5 樣品及載體溶液中L-cysteine濃度對As、Sb、Bi、Hg
元素分析物訊號的影響 ............................................................ 29
圖1-6 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，電漿
功率對As、Sb、Bi、Hg元素分析物訊號的影響 .................. 31
圖1-7 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，霧化
氣體流速對As、Sb、Bi、Hg元素分析物訊號的影響 .......... 32
圖1-8 標準參考物質NIST SRM 1573a(Tomato leaves)之蒸氣
生成分析元素訊號 .................................................................... 43
圖1-9 標準參考物值NIST SRM 1547(Peach leaves)之蒸氣生
成分析元素訊號 ........................................................................ 44
IX
表1-1 可形成氫化物元素的一些物理性質 .......................................... 3
表1-2 ICP-MS系統操作條件 .............................................................. 11
表1-3 微波消化步驟的設定條件 ........................................................ 25
表1-4 蒸氣生成系統之最適化條件 .................................................... 34
表1-5 不同濃度干擾物離子對0.2 ng mL-1砷元素之回收率 ............. 35
表1-6 不同濃度干擾物離子對0.2 ng mL-1銻元素之回收率 ............. 35
表1-7 不同濃度干擾物離子對0.2 ng mL-1汞元素之回收率 ............. 36
表1-8 不同濃度干擾物離子對0.2 ng mL-1鉍元素之回收率 ............. 36
表1-9 砷、銻、汞、鉍分析訊號之再現性 ........................................ 38
表1-10 分析物添加法與水溶液校正曲線法斜率之比較 ................... 39
表1-11 砷、銻、汞、鉍的校正曲線和偵測極限 ................................ 40
表1-12 Standard mode及DRC mode偵測極限之比較 ......................... 41
表1-13 以VG-ICP-MS測定標準參考物質中As、Sb、Hg及Bi
的濃度 .......................................................................................... 46
表1-14 以VG-ICP-MS測定市售茶葉樣品中As、Sb、Hg及Bi
的濃度 .......................................................................................... 47
第二章 乳化法進樣結合蒸氣生成技術感應偶合電漿質譜儀分析食
用油中砷、鎘及汞之應用
X
圖2-1 開放式微波消化系統裝置 ........................................................ 59
圖2-2 食用油乳化液樣品製備流程圖 ................................................ 65
圖2-3 NaBH4對As、Cd、Hg元素分析物訊號的影響 ...................... 74
圖2-4 載體溶液及樣品中所含HCl濃度對As、Cd、Hg元素分
析物訊號的影響 ........................................................................ 76
圖2-5 載體溶液中所含thiourea濃度對As、Cd、Hg元素分析
物訊號的影響 ............................................................................ 77
圖2-6 載體溶液中所含Co2+濃度對As、Cd、Hg元素分析物訊
號的影響 .................................................................................... 79
圖2-7 NaBH4及載體溶液流速對As、Cd、Hg元素分析訊號的
影響 ............................................................................................ 80
圖2-8 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，電漿
功率對As、Cd、Hg元素分析物訊號的影響 ......................... 83
圖2-9 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，霧化
氣體流速對As、Cd、Hg元素分析物訊號的影響 ................. 85
圖2-10 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，食用
油中氯成分對砷測量的影響 .................................................... 86
圖2-11 蒸氣生成技術結合感應偶合電漿質譜儀系統中，食用
油中鉬成分對鎘測量的影響 .................................................... 87
XI
圖2-12 市售花生油樣品(1)之分析元素蒸氣生成訊號 ....................... 97
表2-1 ICP-MS系統操作條件 .............................................................. 58
表2-2 Cd及Hg之同位素之含量比 ...................................................... 64
表2-3 開放式微波消化步驟的設定條件 ............................................ 73
表2-4 蒸氣生成系統之最適化條件 .................................................... 82
表2-5 砷、鎘及汞分析訊號之再現性 ................................................ 89
表2-6 External calibration與Analyte addition之校正曲線斜率
比較 ............................................................................................ 91
表2-7 砷、鎘及汞分析物添加法校正曲線和偵測極限 ................... 92
表2-8 以VG-ICP-MS測定食用花生油樣品中砷、鎘及汞之定
量結果 ........................................................................................ 95
表2-9 以VG-ICP-MS測定食用沙拉油樣品中砷、鎘及汞之定
量結果 ........................................................................................ 96

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