在國科會自然處長期經費支持下,國立中山大學化學系謝建台教授領導的研究團隊,進行新穎化學分析儀器的研發,此次所要報導的技術是其所開發的「行動大氣質譜儀」。此項發明的研究成果已申請了美國以及台灣發明專利。本技術是一種全新型的行動質譜儀器裝置,可開赴現場即時檢測各式食品中所含不法化學添加物。由於該儀器進行化學檢測時,並不需進行樣品前處理,因此可以在極短時間內(數秒鐘內),完成靈敏的化學分析。
謝教授實驗室常期以來的主要研究工作,就在研製及開發各種大氣質譜儀。至目前為止,已開發出三種行動大氣質譜儀,可用來快速檢測各式食品中所含的三聚氰氨、塑化劑、順丁基二酸、殘餘農藥、三氯砂以及防腐劑等。目前規劃發展車載式行動大氣質譜儀,可於現場進行即時檢測工作,更能充分維護國人食的安全。
大氣質譜儀是近十年來發展的新質譜分析儀器,操作過程往往不需經樣品前處理,即可在常溫常壓下進行靈敏而快速的化學篩檢工作。一般而言,大氣質譜儀完成一個化學分析,僅需數秒到數十秒內;這和傳統質譜分析,動輒需耗費數小時截然不同。大氣質譜儀的應用範圍非常廣泛,包括:食品安全防護、環境污染偵測、海關檢查、反毒、防恐、戰場生化戰劑檢測、與化學防災等,主要因為這些應用均需要仰賴化學分析儀器的快速檢測能力。
目前最為國人所重視的,莫過於食品安全。以往無此項科技,因此要完成一個食品化學分析,往往要耗費相當多的人力和時間,導致食品安全的維護只能採取防守策略,只能針對有安全疑慮的食品進行有限度的分析檢測,無法主動且長期的針對食品進行大規模的篩檢。大氣質譜儀可快速而有效檢測氣體、液體或固體樣品內的化學添加物質,因此儘管食品的種類及式樣有千百種,絕大多數均可以大氣質譜儀在短時間內完成分析,未來將可對國人的飲食安全提供更大、更具體的保障。
本發明的操作原理是以一很微小的金屬取樣探針,輕觸樣品表面或內部,以進行採樣。再以加熱、溶劑溶解、或是雷射照射方式,將沾附在探針上之微量中性分析物氣化。隨即以氮氣流,將氣化之化學分析物導入一空間內,並使其與該空間內以高壓放電或是電噴灑方式所產生之不穩定氣體分子或是有機溶劑離子碰撞後,產生帶電荷之分析物離子,這些離子最後經質譜儀進行檢測。偵測極限依樣品之化學特性不同及食品之複雜程度不等,可達一個ppm以下到數十個ppb之間。
若將大氣質譜儀裝設在一移動載具上,就可開赴現場,進行即時偵測。此行動大氣質譜儀的開發,改變了傳統化學分析的流程。過去分析人員都是在分析實驗室內,等待樣品送達,再依一般流程完成分析。但若擁有行動大氣質譜儀時,分析化學人員可主動出擊,在現場即時完成分析工作。