何國榮臺灣大學：化學研究所沈尚昱Shen, Shang-YuShang-YuShen2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51682全氟界面活性劑包括了全氟烷基酸羧類化合物，在此類化合物的檢測上一般會採以液相層析搭配質譜儀的檢測(LC-MS)。然而在本研究中，希望藉由毛細管電泳質譜法(CE-MS)來分析該類化合物。一開始以低流速鞘流電灑界面作為電泳銜接質譜的界面，在醋酸銨系統下討論各個毛細管電泳分離之參數(如pH值、緩衝溶液濃度、有機添加劑)對分離的影響，希望能找到最佳的緩衝溶液組成以達到快速而又靈敏的分析。另一方面，文獻及實驗結果(UV偵測)皆顯示若使用磷酸鹽緩衝溶液時，能得到比醋酸鹽緩衝溶液系統更佳的分離效率。因此若希望保有磷酸鹽在分離上的優點而又不使其影響分析物訊號，在實驗設計上會以液體接合-低流速鞘流界面來克服此問題。實驗中發現必須控制電滲流速度與磷酸陰離子後退的速度，而使得磷酸在整個分析過程中不會被帶往質譜端，進而造成分析物訊號的干擾或抑制。若選擇15mM磷酸銨、pH值8.3 於50% 甲醇水溶液下，磷酸根離子並不會進入質譜端，且可在15分鐘內完成分析。Perfluoroalkylcarboxylates and perfluoroalkyksulfonates are popular fluorinated surfactants. Generally, the detection of these compounds was based on LC-MS technique. In this study, we try to use CE-MS as the tool to develop a rapid and sensitive method for the analysis of perfluorocompounds(PFCs). First, the low-flow interface was tested and ammonium acetate was used as the running buffer. Factors which may influence separation efficiency includes pH value, buffer concentration and organic solvents were studied. By varying these factors, we could get a optimized separation condition for PFCs analysis. However, phosphate buffer was reported to give better separation than acetate buffer in CE-UV. Unfortunately, phosphate buffer is shown to cause interference or suppress analyte signal. A liquid junction-low flow CE-MS interface was studied to alleviate these problems. In this design, phosphate buffer was placed in the liquid-junction reservoir. The mobility of EOF and phosphate ions needs to be controlled. At a concentration of 15mM ammonium phosphate in 50% MeOH, pH=8.3, the CE-MS interface demonstrated its utility to prevent phosphate ions entering the MS ionization source.目錄 第一章 前言 1 1-1 全氟化合物 1 1-2 全氟化合物的分析方法 2 1-3 毛細管電泳質譜簡介 5 1-4 電灑游離法 6 1-4-1 電灑法原理 7 1-4-2 負離子電灑 9 1-5 毛細管電泳原理 10 1-5-1 操作模式 --- 毛細管區帶電泳 (CZE) 13 1-5-2 毛細管電泳的樣品注入方式 13 1-6 毛細管電泳電灑法質譜界面 15 1-6-1 無鞘流界面 (sheathless interface) 15 1-6-2 鞘流界面 (sheath flow interface) 16 1-6-3 液體接合界面 16 1-6-4 低流速鞘流界面 17 1-7 離子阱質譜儀 (Ion-Trap) 原理 17 1-8 研究目的與方法 19 第二章 實驗 31 2-1 藥品、材料 31 2-2 儀器 32 2-3 實驗方法 32 2-3-1 直接電灑分析 32 2-3-2 界面製作 33 2-3-3 實驗前處理 35 2-4 鞘流溶液的選擇 36 2-5 質譜條件 36 2-6 CE-UV 條件 37 第三章 結果與討論 43 3-1 直接電灑實驗 43 3-2 低流速鞘流界面-毛細管電泳質譜分析全氟烷基化合物 43 3-2-1 　緩衝溶液的組成 44 3-2-2 　結論 49 3-3 以液體結合-低流速鞘流界面分析全氟烷基羧酸類化合物 50 3-3-2 液體接合-低流速鞘流界面的操作 52 3-3-3 液體接合-低流速鞘流界面應用於磷酸緩衝溶液系統 53 分析全氟烷基羧酸類化合物 53 3-3-4 結論 54 第四章 總結 85 3-4參考文獻 87 圖目錄 圖 1.1 有機相比例對EOF的變化 23 圖 1.2 區帶電泳示意圖 24 圖1.3 電灑法示意圖 24 圖1.4 離子阱質譜儀之基本組成 25 圖1.5 無鞘流界面 26 圖1.6 鞘流界面 27 圖1.7 液體接合式界面 28 圖1.8 低流速鞘流界面 29 圖2.1 六種全氟化合物結構 39 圖 2.2 低鞘流界面基座 40 圖 2.3 液體接合-低流速鞘流界面示意圖 41 圖3.1 直接電灑質譜圖 55 圖3.2 毛細管電泳紫外光檢測法(CE-UV)，醋酸銨系統與磷酸銨系統的比較。 56 圖3.3 1mM 磷酸銨,50% 甲醇,pHapp.=8.2,毛細管總長63cm,電場397 V/cm。(pHapp:混入有機相後的pH) 57 圖3.6 電灑起始電壓、放電起始電壓、與電灑法操作電壓的關係圖。 60 圖3.7 pH=7, 20mM 醋酸銨純水相,L=38cm,E=358 V/cm。 61 圖3.8 LC/MS分析,標準分析物PFOS的異構物,L=linear,B=branch. 61 圖3.9 10mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%異丙醇(v/v),L=40cm,E=346V/cm. 62 圖3.10 10mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%甲醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 63 圖3.11 pH 9.5,10mM 醋酸銨於40%甲醇水溶液(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 64 圖3.13 20mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%甲醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 66 圖3.14 40mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%甲醇(v/v),L=40 cm,E=346 V/cm。 67 圖3.17 20mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%異丙醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 68 圖3.16 40mM 醋酸銨,pH 9.5添加20%異丙醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 69 圖3.15 40mM 醋酸銨,pH 9.5添加40%甲醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 70 圖3.18 40mM 醋酸銨,pH 9.5添加40%異丙醇(v/v),L=40cm,E=346 V/cm。 71 圖3.19 電滲流、磷酸陰離子、分析物移動之示意圖 73 圖3.20 低鞘流界面-毛細管電泳質譜,將磷酸以樣品帶形式注入分 析,pH=9.5,20mM醋酸於40%甲醇水溶液,L=39cm,E=424V/cm。 75 圖3.21 醋酸銨/磷酸銨 (AA/AP)系統示意圖 76 圖3.22 [添加50%甲醇(v/v), pHapp =8.3, L=33cm, E=630 V/cm] 78 圖3.23 液體接合-低流速鞘流界面 I.D.100µm銜接管 (5mM 醋酸 銨於50%甲醇水溶液,pH app=8.3,CE=20kV,Spray=-1.3kV, L=30+4cm,分析物為1ppm)。 79 圖3.24 液體接合-低流速鞘流界面 I.D.50µm銜接管 (5mM 醋酸銨於 50%甲醇水溶液,pH app =8.3,CE=20kV,Spray=-1.0kV,L=30+4cm,分析物為1ppm)。 80 圖3.25 低流速鞘流界面 (5Mm 醋酸銨於50%甲醇水溶 液,pHapp=8.3,CE=20kV,L=33.5cm,分析物為1ppm)。 81 表目錄 表1.1 全氟化合物的分析 21 表1.2 控制EOF的方法 22 表3.1 醋酸塩類緩衝溶液的分析時間 72 表 3.2 60 mM 磷酸銨緩衝溶液在不同的pH 值下，所測得電滲流流速和理論計算所得的磷酸離子的線性流速(單位電場強度：222 V/cm) 811953796 bytesapplication/pdfen-US毛細管電泳質譜全氟化合物ElectrophoresisMass SpectrometryPerfluorocarboxylic acidsthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51682/1/ntu-96-R94223049-1.pdf