專技高考-藥師(一)藥物分析與生藥學(含中藥學)112 年第 21 題單選題
下列何種質量分析器(mass analyzer)係藉由測量及計算離子反覆振盪所產生的image current,而獲得準確質荷比?
A軌道阱傅立葉轉換(orbitrap Fourier transform)正確答案
B四極柱(quadrupole)
C磁場式(magnetic sector)
D離子阱(ion trap)
A正確答案
Orbitrap 利用離子在中央電極周圍軸向振盪所產生的 image current,經傅立葉轉換得到超高解析的質荷比。
為什麼答案是 A
Orbitrap 將離子捕捉在紡錘狀中央電極周圍,離子沿軸向作諧波振盪,振盪頻率與 m/z 平方根成反比;偵測外側電極感應的 image current,再經傅立葉轉換換算出極高準確度的質荷比。
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完整詳解
Pro · 無限重點 Orbitrap 利用離子在中央電極周圍軸向振盪所產生的 image current,經傅立葉轉換得到超高解析的質荷比。
看到「image current + 傅立葉轉換 + 反覆振盪」幾乎就是 Orbitrap(或 FT-ICR)。
逐選項分析
A✓ 正確
Orbitrap 將離子捕捉在紡錘狀中央電極周圍,離子沿軸向作諧波振盪,振盪頻率與 m/z 平方根成反比;偵測外側電極感應的 image current,再經傅立葉轉換換算出極高準確度的質荷比。
B✕ 陷阱
四極柱利用四根電極施加 RF/DC 電壓,只讓特定 m/z 的離子穩定通過抵達偵測器,屬於掃描濾質式,並非測量 image current,解析度與準確度遠低於 Orbitrap。
C✕
磁場式以磁場使離子依 m/z 偏轉不同弧度而分離,再由偵測器收集,靠的是空間色散而非感應電流的傅立葉轉換,原理與本題描述不符。
D✕ 陷阱
離子阱(如 3D Paul trap、線性阱)靠 RF 場捕捉離子並依序射出至偵測器,雖能儲存離子,但偵測方式是離子撞擊偵測器,並非量測振盪的 image current。
常見質量分析器原理比較
| 分析器 | 分離原理 | 偵測方式 | 解析度 |
|---|
| Orbitrap | 軸向諧波振盪 | image current + FT | 極高 |
| FT-ICR | 迴旋運動 | image current + FT | 最高 |
| 四極柱 | RF/DC 濾質 | 離子撞擊偵測器 | 低 |
| 磁場式 | 磁場偏轉色散 | 離子撞擊偵測器 | 中高 |
| 離子阱 | RF 場捕捉射出 | 離子撞擊偵測器 | 中 |
離子阱(D)名稱含「振盪/捕捉」概念易被誤選,但它偵測的是射出後撞擊偵測器的離子,並非感應 image current。真正以 image current + 傅立葉轉換獲得 m/z 的是 Orbitrap 與 FT-ICR。