高考-法醫師法醫毒物學113 年第 10 題單選題
使用 C18 管柱(100×4.6 mm, 3 μm)於 0.4 mL/min 流速分析 Ketamine,試問下列何者可以有效提升理論板數?
A使用 150 mm 管柱正確答案
B提升流速至 0.5 mL/min
C使用 $5 \mu m$ 填充顆粒
D理論板數與管柱規格無關
A正確答案
理論板數 N 正比於管柱長度 L,反比於顆粒粒徑 dp;拉長管柱最直接提升 N。
為什麼答案是 A
N = L/H,管柱由 100 mm 拉長至 150 mm,理論板數直接增加約 1.5 倍,是最有效且直接的提升方式。
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完整詳解
Pro · 無限重點 理論板數 N 正比於管柱長度 L,反比於顆粒粒徑 dp;拉長管柱最直接提升 N。
記口訣:『管柱越長、顆粒越小、流速最適』→ N 越高。選項中只有 A(拉長管柱)符合。
逐選項分析
A✓ 正確
N = L/H,管柱由 100 mm 拉長至 150 mm,理論板數直接增加約 1.5 倍,是最有效且直接的提升方式。
B✕ 陷阱
依 van Deemter 方程式,流速過快會使 C 項(質傳阻力)主導,板高 H 增加,反而降低理論板數。且 0.4→0.5 並非趨近最適流速。
C✕ 陷阱
顆粒粒徑越小,板高 H 越小、理論板數越高。由 3 μm 改為 5 μm 反而使 H 增加,N 下降,方向相反。
D✕
理論板數與管柱長度、填充顆粒大小、流速皆密切相關,絕非無關。此敘述明顯違反層析基本原理。
影響理論板數 N 的因素(N = L/H)
| 參數 | 改變方向 | 對 H 影響 | 對 N 影響 |
|---|
| 管柱長度 L | ↑ 變長 | 不變 | ↑ 提升 |
| 填充顆粒 dp | ↓ 變小 | ↓ 變小 | ↑ 提升 |
| 流速 u | 偏離最適 | ↑ 變大 | ↓ 下降 |
| 溫度 | ↑ 適度升溫 | ↓ 變小 | ↑ 略升 |
B、C 是典型顛倒陷阱:考生若沒記熟 van Deemter 方程,容易誤以為『流速快=效率高』或忽略『顆粒小才是 UHPLC 發展趨勢』。記住:粒徑越小、管柱越長,N 才越高。