114年:呼治儀器

關於nitric oxide/nitrogen dioxide 監測儀,下列敘述何者正確?

A電化學式的分析儀(electrochemical analyzer)共有兩支電極
B化學發光法分析儀(chemiluminescence analyzer)是利用NO 與nitrogen 反應而產生發光反應
C化學發光法分析儀測量吐氣一氧化氮的準確度較高
D電化學式的分析會將Ozone 及N₂O 誤判為NO₂

詳細解析

本題觀念:

本題考 NO/NO₂ 監測儀的兩大主流技術:電化學式(electrochemical)和化學發光法(chemiluminescence)的原理、結構及性能差異。化學發光法是以 NO 與臭氧(O₃)反應產生的光來定量 NO;電化學式則是以電極上的氧化還原反應產生的電流來量測。

選項分析

  • (A) 電化學式的分析儀共有兩支電極 ✗:電化學式 NO 分析儀採用「三電極」系統——工作電極(working electrode)、參考電極(reference electrode)和對電極(counter electrode)。工作電極負責 NO 的氧化反應,參考電極維持穩定電位,對電極完成電路迴路。並非只有兩支電極。
  • (B) 化學發光法分析儀是利用 NO 與 nitrogen 反應而產生發光反應 ✗:化學發光法是 NO 與**臭氧(O₃)反應,而非與氮氣(nitrogen / N₂)反應。反應式為 NO + O₃ → NO₂ + O₂,激發態的 NO₂ 回到基態時釋放光子,偵測器測量光子強度即可換算 NO 濃度。
  • (C) 化學發光法分析儀測量吐氣一氧化氮的準確度較高 ✓:化學發光法被公認為氣相 NO 分析的「黃金標準」(gold standard),具有極高的靈敏度和準確度。其反應在真空中進行以避免其他氣體干擾,能即時顯示 NO 濃度的吐氣曲線。雖然電化學式裝置因攜帶方便已成為臨床主流,但在測量精確度上仍以化學發光法為優。
  • (D) 電化學式的分析會將 Ozone 及 N₂O 誤判為 NO₂ ✗:電化學式 NO₂ 感測器確實對臭氧(O₃)有極高的交叉靈敏度(接近 100%),因為兩者都是氧化性氣體。但 N₂O(一氧化二氮/笑氣)並非已知的主要干擾氣體,文獻中列出的交叉干擾物為 O₃ 和氯氣(Cl₂),而非 N₂O。本選項將 O₃ 和 N₂O 並列為干擾物是不正確的。

答案解析

答案為 (C)。化學發光法分析儀因其反應在真空中進行、不受其他氣體分子干擾,測量吐氣 NO(FeNO)的準確度確實優於電化學式。儘管電化學裝置在臨床上更普及(體積小、成本低、攜帶方便),但化學發光法仍是研究實驗室中精確分析 NO 的首選技術。

核心知識點

  1. 化學發光法原理:NO + O₃ → NO₂*(激發態)→ NO₂ + 光子(hv)
  2. 電化學式 NO 感測器為三電極系統(工作/參考/對電極)
  3. 化學發光法 = 準確度金標準;電化學式 = 臨床便利性首選
  4. 電化學式 NO₂ 感測器的主要交叉干擾來自 O₃ 和 Cl₂

參考資料

  1. Fractional exhaled nitric oxide-measuring devices: technology update - PMC
  2. Challenges with electrochemical NO2 sensors in outdoor air monitoring - Aeroqual
  3. Chemiluminescence Analyzer & Measurement - Servomex