107 高普考高考三級 食品衛生檢驗 食品分析與檢驗 考古題詳解

核心觀念

1. QuEChERS 技術定義與原理： QuEChERS 為 Quick（快速）、Easy（簡易）、Cheap（廉價）、Effective（有效）、Rugged（耐變性高）、Safe（安全）的縮寫。其技術本質為微量化萃取搭配「分散式固相萃取」（Dispersive Solid-Phase Extraction, d-SPE），核心流程包含兩大階段：

• 第一階段（萃取與鹽析相分離）：利用水溶性有機溶劑（主要為乙腈，Acetonitrile, ACN）將目標農藥自基質中萃取，並加入無水鹽類誘導水相與有機相分層，降低水在乙腈中的溶解度，迫使弱極性至中極性農藥轉移至乙腈層。
• 第二階段（d-SPE 淨化）：直接將萃取液加入含有特定吸附劑的離心管中混合震盪，藉由表面吸附作用去除基質共萃物（共提物），達到淨化效果。

2. 茶葉特殊基質特性： 茶葉屬於乾性植物性樣品（水分含量通常 $< 10\%$），富含多酚類（兒茶素、鞣酸）、生物鹼（咖啡因）及大量天然色素（葉綠素、類胡蘿蔔素）。進行 QuEChERS 前處理時，必須考量：

• 水化作用（Hydration）：茶葉組織孔隙緊縮且水分不足，若直接以純乙腈萃取，溶劑無法充分滲透樣品微孔，必須預先加水浸潤使孔隙膨脹，方能達到定量萃取。
• 針對性淨化吸附劑選用：必須使用能同時吸附有機酸/多酚、生物鹼、非極性脂質與色素的多重混合吸附劑。

3. 芬普尼（Fipronil）理化性質與檢測標的： 芬普尼屬苯基吡唑類（Phenylpyrazole）殺蟲劑，具中等脂溶性（$\log K_{ow} \approx 3.75$），水溶解度低，易溶於乙腈。其在環境與生物體內會代謝產生芬普尼碸（Fipronil sulfone）、芬普尼亞磺醯（Fipronil sulfoxide）及去磺醯芬普尼（Fipronil desulfinyl）。

• 法規依據：以命題當年（民國 107 年）衛生福利部之「農藥殘留容許量標準」為準，茶類中芬普尼之殘留容許量（MRL）為 $0.002\text{ ppm}$（法規極限值，亦為檢測極限基準）。（現行農藥殘留容許量標準及衛生福利部公告之「食品中殘留農藥檢驗方法－多重殘留分析方法」後續已進行修正整合）。

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解題方法

針對茶葉基質中芬普尼的殘留檢驗，標準 QuEChERS 前處理程序分為五大步驟：

[樣品均質粉碎] 
 ↓
[精秤與充分水化]（加純水靜置 10～30 分鐘，使基質膨脹）
 ↓
[乙腈萃取]（加入乙腈劇烈震盪萃取）
 ↓
[鹽析分層]（加入 MgSO₄、NaCl 及緩衝鹽，振盪離心）
 ↓
[d-SPE 淨化]（取乙腈層加入含 PSA + C18 + GCB + MgSO₄ 混合管淨化）
 ↓
[過濾/稀釋]（離心後取上清液經 0.22 μm 濾膜，供 LC/MS/MS 分析）

步驟一：樣品製備與水化（Hydration）

1. 將乾燥市售茶葉以高速粉碎機研磨，使其均勻通過 20 mesh（約 $850\ \mu\text{m}$）標準篩。
2. 精秤磨碎茶葉樣品 $2.00\text{ g}$ 置入 $50\text{ mL}$ 鐵氟龍/聚丙烯（PP）離心管中。
3. 加入 $10.0\text{ mL}$ 去離子水，充分震盪混勻，於室溫下浸潤靜置 $10 \sim 30\text{ 分鐘}$，使乾燥茶葉細胞組織充分吸水膨脹，以利萃取溶劑滲透。

步驟二：有機溶劑萃取

1. 於上述水化管中精確加入 $10.0\text{ mL}$ 乙腈（Acetonitrile, HPLC/LC-MS 級）（或含 $1\%$ 乙酸之乙腈，視所採用的 AOAC 2007.01 或 EN 15662 協定而定）。
2. （選擇性）若使用同位素稀釋法，於此步驟添加已知量之芬普尼同位素內標（如 $\text{Fipronil-}^{13}\text{C}_2,^{15}\text{N}_2$ 或 $\text{Fipronil-}d_4$）。
3. 蓋緊離心管，置於渦流震盪器或機械震盪震盪器上劇烈震盪萃取 $1 \sim 2\text{ 分鐘}$，使芬普尼充分溶出至乙腈溶劑中。

步驟三：鹽析相分離（Salting-out）

1. 加入預先配製之鹽析包，成分通常包含：

• $4.0\text{ g}$ 無水硫酸鎂（$\text{MgSO}_4$）：劇烈放熱並大量吸附水分子，降低水活性。
• $1.0\text{ g}$ 氯化鈉（$\text{NaCl}$）：調節離子強度，促使乙腈與水產生雙相分離。
• （或採用 EN 15662 緩衝系統：$4.0\text{ g }\text{MgSO}_4 + 1.0\text{ g }\text{NaCl} + 1.0\text{ g }\text{Na}_3\text{Citrate}\cdot 2\text{H}_2\text{O} + 0.5\text{ g }\text{Na}_2\text{HCitrate}\cdot 1.5\text{H}_2\text{O}$，維持系統 $\text{pH} \approx 5 \sim 5.5$，保護易受酸鹼降解之成分）。

2. 加鹽後立即劇烈手搖震盪 $1\text{ 分鐘}$（防止 $\text{MgSO}_4$ 結塊包覆待測物）。
3. 以 $4000 \sim 5000\text{ rpm}$（約 $3000 \times g$）高速離心 $5\text{ 分鐘}$，樣品將明確分為三層：底層為固體基質殘渣與過量鹽沉澱，中層為水相，上層為澄清的乙腈萃取液。

步驟四：分散式固相萃取淨化（d-SPE Cleanup）

1. 精密吸取上層乙腈萃取液 $1.0 \sim 2.0\text{ mL}$，移入預先裝有淨化吸附劑的 $2\text{ mL}$ 或 $15\text{ mL}$ 微量離心管中。

核心觀念

本題考查食用油脂自動氧化（Autoxidation）機制的評估指標、化學反應途徑及其在品管檢測中的動態變化：

1. 油脂自動氧化進程：油脂氧化為自由基鏈反應，歷經引發期（Initiation）、傳播期（Propagation）與終止期（Termination）。其氧化產物分為：

• 初級氧化產物（Primary oxidation products）：以過氧化氫物（Hydroperoxides, $\text{ROOH}$）為主。
• 次級氧化產物（Secondary oxidation products）：初級產物極不穩定，易裂解生成醛、酮、醇、短鏈游離脂肪酸及烴類等揮發性與非揮發性小分子化合物，此為油耗味（Rancidity）的主要來源。

2. 過氧化價（Peroxide Value, POV）：

• 定義：指 1 公斤（$\text{kg}$）油脂中所含過氧化物之毫當量數（$\text{meq/kg}$）。
• 檢測原理：碘量滴定法（Iodometric titration）。利用油脂中的氫過氧化物在酸性條件下將碘離子（$\text{I}^-$）氧化為游離碘（$\text{I}_2$），再以標準硫代硫酸鈉（$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$）溶液滴定。

3. 硫代巴比妥酸價（Thiobarbituric Acid Value, TBA Value）：

• 定義：反映油脂次級氧化產物中丙二醛（Malondialdehyde, MDA）濃度的指標，常以每公斤樣品中相當於丙二醛的毫克數（$\text{mg MDA/kg}$）或 $532\text{ nm}$ 之吸光度表示。
• 檢測原理：比色法（Spectrophotometry）。MDA 在高溫、酸性條件下，與兩分子 TBA 進行親核加成與脫水縮合，生成穩定的粉紅色化合物，於最大吸收波長 $\lambda = 532\text{ nm}$ 處測定吸光度。

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解題方法

本題為典型對比型申論題，作答應採取「橫向指標對稱、縱向要素齊全」的結構，分別就「檢測原理（含化學反應式、操作條件與定量依據）」及「適用時期（含生化機制原因、適用極限）」進行完整論述：

一、過氧化價（Peroxide Value, POV）

1. 檢測原理：

• 溶解與反應：將油脂檢體溶解於冰醋酸-三氯甲烷（或異辛烷）混合溶劑中，營造酸性非水系環境。於避光處加入過量飽和碘化鉀（$\text{KI}$）溶液，使樣品中的氫過氧化物將碘離子定量氧化析出游離碘： $\text{ROOH} + 2\text{I}^- + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{ROH} + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}$
• 滴定終點：析出的游離碘立即加入澱粉指示劑（形成藍黑色錯合物），以已標定之硫代硫酸鈉標準溶液（$0.01\text{ N}$ 或 $0.1\text{ N}$ $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$）滴定至藍黑色剛好完全消失（無色）： $\text{I}_2 + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} \rightarrow 2\text{I}^- + \text{S}_4\text{O}_6^{2-}$
• 定量公式： $\text{POV}\ (\text{meq/kg}) = \frac{(S - B) \times N \times 1000}{W}$ （$S$：樣品滴定毫升數；$B$：空白試驗滴定毫升數；$N$：硫代硫酸鈉當量濃度；$W$：樣品重，單位為 $\text{g}$）。

2. 適用時期：

• 適用階段：油脂氧化初期（誘導期結束至初級氧化階段）。
• 機制原因：在氧化初期，雙鍵受自由基攻擊生成氫過氧化物，其生成速率遠大於分解速率，POV 與氧化程度呈線性正相關，為監控新鮮油脂保存初期品質最敏銳的指標。
• 限制與盲點：氧化進入中後期後，過氧化物分解速率大於生成速率，POV 會自波峰迅速下降。因此，「低 POV」不能直接判定為新鮮油，必須防範已嚴重酸敗裂解的「假性正常值」。

二、硫代巴比妥酸價（Thiobarbituric Acid Value, TBA Value）

1. 檢測原理：

• 呈色反應：多元不飽和脂肪酸（尤其含三個以上雙鍵者）氧化裂解生成的三碳二醛化合物——丙二醛（MDA），與試劑 2-硫代巴比妥酸（TBA）在酸性（如三氯乙酸或磷酸介質）及高溫沸水浴（$95\sim 100^\circ\text{C}$，加熱 $15\sim 30$ 分鐘）條件下，進行縮合反應： $1\ \text{mole MDA} + 2\ \text{moles TBA} \xrightarrow[\Delta]{\text{H}^+} 1\ \text{mole 粉紅色發色基（Pink chromogen）} + 2\text{H}_2\text{O}$
• 分光測定：冷卻後以分光光度計於最大吸收波長 $\lambda = 532\text{ nm}$ 測定吸光值，並可藉由 1,1,3,3-四甲氧基丙烷（TMP）製備標準檢量線進行定量。

2. 適用時期：

• 適用階段：油脂氧化中後期（次級氧化階段、酸敗期）。

核心觀念

本題評量水溶性維生素檢驗的前處理、儀器分析原理、定量分析與法規容許誤差判定。核心概念包含：

1. 待測物之理化性質與檢測原理：

• 維生素 $\text{B}_1$（硫胺素，Thiamine）：在紫外光下吸收微弱且分子本身不具螢光特性；化學結構在鹼性環境下經氧化劑（如鐵氰化鉀，$\text{K}_3[\text{Fe}(\text{CN})_6]$）氧化，會轉化為具強烈藍色螢光的「硫色素（Thiochrome）」，激發波長（$\lambda_{\text{ex}}$）約 $365 \sim 375\text{ nm}$，放射波長（$\lambda_{\text{em}}$）約 $430 \sim 440\text{ nm}$。
• 維生素 $\text{B}_2$（核黃素，Riboflavin）：分子結構具異咯𠯤（isoalloxazine）環，於中性或微酸性水溶液中具天然黃綠色螢光，激發波長（$\lambda_{\text{ex}}$）約 $440 \sim 450\text{ nm}$，放射波長（$\lambda_{\text{em}}$）約 $520 \sim 530\text{ nm}$，亦於 $270\text{ nm}$ 與 $445\text{ nm}$ 具強烈紫外／可見光吸收。兩者皆極易受光分解（尤其是 $\text{B}_2$），全程操作必須嚴格避光。

2. 標準檢驗方法法源： 依據衛生福利部食品藥物管理署（TFDA）公告之「食品中維生素 $\text{B}_1$ 之檢驗方法」及「食品中維生素 $\text{B}_2$ 之檢驗方法」，官方檢驗與國家考試標準切入法為高效液相層析法（HPLC）​搭配螢光檢測器（FLD）或紫外可見光／二極體陣列檢測器（UV/Vis 或 DAD）。
3. 營養標示符合度法規（以命題當年民國 107 年法規為準）： 依民國 107 年施行之「包裝食品營養標示應遵行事項」，提神飲料中額外添加之外加營養素（維生素 $\text{B}_1$、$\text{B}_2$），其檢驗結果之法定容許誤差範圍為： $\text{實測值} \ge \text{標示值之 } 80\%$ （註：現行法規對添加營養素之容許誤差規範維持此一標準）。

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解題方法

完整的分析流程包含：樣品前處理（Extraction & Clean-up）$\rightarrow$ HPLC 儀器分析條件建立 $\rightarrow$ 檢量線配製與定量推導 $\rightarrow$ 標示符合度判定。

[提神飲料檢體] ──> 超音波脫氣 ──> 稀酸萃取/水解 ──> 離心/微孔過濾 ──> HPLC-FLD / HPLC-UV ──> 檢量線計算 ──> 判定容許誤差 (>=80%)

一、 樣品前處理（全程需在避光或黃光環境下操作）

1. 去氣（Degassing）：提神飲料多含有碳酸氣體（$\text{CO}_2$），取代表性檢體適量置於燒杯中，進行超音波震盪脫氣 $10 \sim 15\text{ 分鐘}$，避免移液誤差及層析系統氣泡干擾。
2. 萃取與水解：

• 提神飲料中所添加之維生素多為游離態（鹽酸硫胺素 Thiamine hydrochloride、核黃素 Riboflavin 或核黃素-5'-磷酸鈉 Riboflavin 5'-phosphate sodium）。
• 精密秤取（或量取）脫氣後檢體 $5.0\text{ mL}$，加入 $0.1\text{ N }\text{HCl}$ 溶液約 $20\text{ mL}$。
• 若添加物為核黃素磷酸鈉等結合型態，需置於 $100^\circ\text{C}$ 水浴加熱水解 30 分鐘，或加入酸性磷酸酶（Acid phosphatase）於 $37^\circ\text{C}$ 酵素水解轉化為游離態核黃素，使總含量能被完全定量。

3. 定容與淨化：

• 冷卻至室溫後，以去離子水定量至 $50\text{ mL}$ 量瓶中。
• 溶液以 $4000\text{ rpm}$ 離心 10 分鐘，上清液經 $0.45\,\mu\text{m}$（或 $0.22\,\mu\text{m}$）PTFE/PVDF 針筒濾膜過濾，濾液供作 HPLC 分析檢液。

二、 HPLC 儀器分析條件

可採用「HPLC 柱後衍生螢光檢測法」或「反相 HPLC-UV/DAD 雙波長檢測法」同時或個別測定：

• 層析管柱：$\text{C}_{18}$ 反相層析管柱（如 $5\,\mu\text{m},\ 4.6\text{ mm} \times 250\text{ mm}$）。
• 移動相：含離子對試劑（Ion-pair reagent）之水溶液與有機溶劑混合液。
• 常見系統：$5\text{ mM}$ 辛烷磺酸鈉（Sodium 1-octanesulfonate）水溶液（含 $0.5\% \sim 1\%$ 冰醋酸，$\text{pH} \approx 3.0 \sim 3.5$）：甲醇（$\text{Methanol}$）$= 70 : 30\ (\text{v/v})$，採等度沖提（Isocratic elution）或微幅梯度沖提。
• 流速：$1.0\text{ mL/min}$；進樣體積：$10 \sim 20\,\mu\text{L}$。
• 檢測模式：

1. 螢光檢測器（HPLC-FLD，最高靈敏度與特異性首選）：

• 維生素 $\text{B}_1$：流出層析管柱後進入柱後衍生反應器（Post-column reactor），在線導入鹼性鐵氰化鉀試劑（$0.01\% \sim 0.05\%\ \text{K}_3[\text{Fe}(\text{CN})_6]$ 溶於 $15\%\ \text{NaOH}$），在反應線圈內氧化生成硫色素，於 $\lambda_{\text{ex}} = 370\text{ nm},\ \lambda_{\text{em}} = 430\text{ nm}$ 檢測。
• 維生素 $\text{B}_2$：本身具螢光，無需衍生，在 $\lambda_{\text{ex}} = 445\text{ nm},\ \lambda_{\text{em}} = 520\text{ nm}$ 直接檢測。

2. 二極體陣列／紫外光檢測器（HPLC-UV/DAD）：

• 若檢體濃度足夠（如提神飲料之高添加量），可使用雙波長或光波即時切換檢測：$\text{B}_1$ 監測波長設為 $254\text{ nm}$（或 $280\text{ nm}$）；$\text{B}_2$ 監測波長設為 $270\text{ nm}$（或 $445\text{ nm}$）。

三、 檢量線建立與濃度定量推導

1. 配製標準品工作液：

核心觀念

本題旨在評量考生對於「微量元素分析（Trace Analysis）檢驗流程」及「植物性基質特性」之全盤掌握度。植物檢體（如蔬菜、水果、穀物、茶葉等）具有水分含量高、富含有機質（纖維素、澱粉、醣類）、表面易沾附土壤泥沙，且巨量礦物質（如 $K$、$Ca$、$Mg$、$Na$）含量高之特性；待測的重金屬（如鉛 $Pb$、鎘 $Cd$、汞 $Hg$、砷 $As$）則多屬於微量至超微量等級（$\mu\text{g/kg}$ 至 $\text{mg/kg}$，即 $\text{ppb}$ 至 $\text{ppm}$）。

進行植物檢體之重金屬檢驗，核心關鍵在於​「防污染、防揮發、完全消解、除干擾、準換算」：

1. 法規依據：以命題當年（民國 107 年）法規為準，食品中重金屬管制規範依各類標準辦理（如《蔬果植物類重金屬限量標準》、《食米重金屬限量標準》等）；檢驗方法則依衛生福利部食品藥物管理署公告之「食品中重金屬檢驗方法總則」及相關重金屬檢驗公告方法。（現行法已修正整合為《食品中污染物質及毒素衛生標準》）。
2. 基質與水分基準：重金屬管制限量標準多以「鮮重（生重，Fresh weight）」為基準，檢驗過程常需乾燥均質，必須精確測定檢體水分含量以進行基底換算。

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解題方法

解答本題應循「分析化學實驗生命週期」為架構切入，由檢體採集製備 $\to$ 器具與試劑管控 $\to$ 前處理消化 $\to$ 儀器分析與干擾排除 $\to$ 品質管制五大階段逐一說明其注意事項與學理原因：

一、 採樣、清洗與均質製備階段

1. 可食部位判定與代表性取樣：

• 採樣量須具統計代表性，並應依衛生標準規定取其「可食部位」（例如：根莖類去皮與否、果實去蒂去核等）。

2. 表面泥沙清除與清洗規範：

• 土壤中天然含有微量重金屬，殘留泥沙會造成嚴重之假陽性高估。
• 需以去離子水（Deionized water, DI water）快速沖洗去除表面塵土，沖洗時間不宜過長以防可溶性無機成分流失，洗淨後需徹底瀝乾或吸乾表面水分。

3. 避免金屬器具二次污染：

• 切割、削皮與均質過程，嚴禁使用一般碳鋼或不鏽鋼刀具、金屬研磨器，避免磨耗釋出 $Cr$、$Ni$、$Fe$ 等重金屬。
• 應使用陶瓷刀、鐵氟龍（PTFE）刮刀、鈦合金均質刀頭、瑪瑙研磨缽或經酸洗之食品級聚乙烯（PE）器具。

4. 水分測定與生乾重換算：

• 植物含水量常高達 $80\% \sim 95\%$，鮮樣不易保存與均勻取樣，常採「冷凍乾燥（Freeze drying）」或「低溫烘乾」後粉碎均質。
• 製備前、後必須精確測定檢體之「水分含量」，以利後續將檢測值換算為法規規範之鮮重（生重）含量： $C_{\text{fresh}} = C_{\text{dry}} \times \left(1 - \frac{\text{水分}\%}{100}\right)$

二、 器皿清潔與試劑純度管控

1. 器皿酸洗浸泡（Acid Leaching）：

• 盛裝檢體與消化之容器（石英、PFA、PTFE、硼矽酸玻璃），表面易吸附微量金屬或溶出雜質。
• 實驗前所有器皿須以 $10\% \sim 20\%$（或 $1:1$）高純度硝酸（$HNO_3$）溶液浸泡至少 24 小時，再以超純水（電阻率 $\ge 18.2\text{ M}\Omega\cdot\text{cm}$）反覆潤洗 3 次以上，乾燥備用。

2. 試劑等級要求：

• 消化用酸（$HNO_3$、$HCl$、$HF$）與雙氧水（$H_2O_2$）必須使用「超純級（Trace metal grade / Optima grade）」，不可使用一般工業級或試藥級，避免試劑本體帶入背景金屬污染。

3. 全程試劑空白試驗（Method Blank）：

• 每批次試驗必須同時進行不含檢體的全程試劑空白實驗，監控實驗環境與試劑之背景雜訊。

三、 檢體消化與前處理（有機質破壞）

1. 完全破壞有機基質：

• 植物含大量多醣、纖維素與油脂，有機質若未消化完全，殘留碳（Residual Carbon）會造成儀器電離抑制、背景吸收或干擾。

2. 微波輔助密閉酸消化法（Microwave-Assisted Digestion）為首選：

• 封閉式系統可承受高溫高壓，消解能力佳且酸用量少。
• 防爆與預反應：植物檢體與強酸反應劇烈，會瞬間產生大量 $NO_x$ 與 $CO_2$ 氣體。稱樣量不可超標（乾樣通常不超過 $0.5\text{ g}$），加酸後應先於常溫常壓下進行「冷消化（預消解，Pre-digestion）」$15 \sim 30$ 分鐘，待劇烈產氣反應趨緩後，方可封罐進行微波程序。

3. 防止揮發性元素損失：

• 汞（$Hg$）、砷（$As$）、鎘（$Cd$）、鉛（$Pb$）等元素在敞開高溫下極易揮發。
• 嚴禁使用傳統高溫乾式灰化法（$> 500^\circ\text{C}$）檢測揮發性重金屬；若檢測汞，必須全程於密閉消解罐中進行，且消化溫度不宜過高，並加入氧化劑維持氧化狀態防止 $Hg^0$ 揮發逸失。

4. 耐火性成分及矽酸鹽問題：

• 若為禾本科植物（如稻米、小麥）或根莖類表面帶有植矽體（Phytoliths），全量分析時可能需微量加入氫氟酸（$HF$）以打破矽骨架；但加入 $HF$ 需注意使用耐腐蝕鐵氟龍霧化系統，或後續加入硼酸（$H_3BO_3$）進行中和錯合，以保護 ICP-MS/OES 之石英矩管。

四、 儀器分析與基質／光譜干擾消除

1. 常用檢測儀器：

• 感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）、感應耦合電漿光學發射光譜儀（ICP-OES）、石墨爐原子吸收光譜儀（GFAAS）、冷蒸氣原子吸收光譜儀（CVAAS，專用於汞）。

核心觀念

本題考查層析分離技術（Chromatography）之「分離機制」及其於食品衛生檢驗中針對不同分析標的（大分子蛋白質物性測定 vs. 植物次級代謝物小分子定量）之應用：

1. 尺寸排除原理（膠體過濾層析）：溶質依分子量大小與流體動力學體積（hydrodynamic volume）差異在多孔性固定相內外進行擴散分配，與固定相無吸附化學作用，其溶出體積（$V_e$）與分子量對數值（$\log \text{MW}$）呈線性關係，可用於蛋白質分子量測定。
2. 疏水性分配原理（逆相分配層析）：溶質依非極性強弱（疏水性差異）在非極性固定相（如 C18）與極性移動相（水-有機溶劑）之間進行動態分配，具有高分離效能與再現性，為天然物小分子化合物（如中性三萜皂苷類）定量分析之標準技術。
3. 靜電交互作用原理（離子交換層析）：利用帶電溶質與固定相相反電荷官能基之庫侖靜電力進行分離。
4. 生物特異性識別原理（親和層析）：利用生物大分子間高度專一性的可逆鍵結（如酵素-受質/抑制劑、抗原-抗體）進行捕捉。

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解題方法

1. 檢驗項目一：胰蛋白酶（Trypsin）的分子量

• 選擇方法：(3) 膠體過濾層析法（Gel Filtration Chromatography, GFC）
• 分離機制：
• 分子篩機制：固定相為具特定孔洞孔隙（pore size）的多孔性高分子微球膠體（如交聯聚葡糖 Dextran、瓊脂糖 Agarose 或聚丙烯醯胺 Polyacrylamide），移動相為水相緩衝液。
• 溶出順序：分子大小大於膠體孔徑的大分子無法進入孔洞，僅能在膠體顆粒外圍之空隙（間隙體積 $V_0$）通過，流經路徑最短，最先被沖提溶出；小分子能自由進出孔洞，有效擴散體積最大（總體積 $V_t$），流經路徑最長，最後溶出；中等分子則可部分滲入，依分子量由大至小依序溶出。
• 分子量推導：在一定管柱條件下，溶質的溶出體積 $V_e$（或分配係數 $K_{av}$）與其分子量對數呈線性負相關： $K_{av} = \frac{V_e - V_0}{V_t - V_0} = -a \log \text{MW} + b$ 利用已知分子量之一系列標準蛋白質建立檢量線，測得胰蛋白酶之 $V_e$，即可精準求得其分子量。

2. 檢驗項目二：人參皂苷（Ginsenosides）的含量

• 選擇方法：(1) 逆相分配層析法（Reversed-Phase Partition Chromatography, RP-HPLC）
• 分離機制：
• 疏水性分配機制：固定相為非極性或低極性之化學鍵結矽膠（最常見者為十八烷基鍵結矽膠，即 ODS / C18），移動相為極性溶劑系統（如水-乙腈或水-甲醇混合液）。
• 分配與沖提行為：樣品注入管柱後，溶質分子在非極性固定相烷基鏈與極性移動相之間進行連續性溶解與分配。極性較強（親水性高）的化合物與固定相作用力微弱，滯留時間（$t_R$）短，先被沖提流出；非極性較強（疏水性高）的化合物與固定相之凡得瓦力（疏水交互作用）較強，滯留時間長，後流出。
• 定量分析基礎：人參皂苷母核為四環三萜固醇樣骨架（疏水性苷元），外接不同數目與位置的親水性糖基（如 Rb1、Rg1、Re 等），各皂苷極性存在些微差異。以逆相高效液相層析儀搭配紫外光（UV）或蒸發光散射檢測器（ELSD），可將各組分完全分離，並依層析波峰面積以「外標法」或「內標法」進行精確之含量定量。

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選項分析

• (1) 逆相分配層析法：
• 分析特性：分離機制建立於溶質之疏水性分配差異，基質耐受性佳、管柱穩定、分離效能與再現性極高。
• 適用判定：為測定人參皂苷含量之最佳方法。