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質譜小學堂 · GC-MS 版 · 第四關「驗毒」

🔬 質譜毒品偵探(GC-MS 版)

歡迎加入「食品安全偵探隊」!這次我們用的機器是 氣相層析質譜儀(GC-MS) ── 它會把樣品變成「氣體」去賽跑,再用電子把分子撞碎成「指紋」, 然後跟一本超大的「指紋字典」比對,把毒品一個一個揪出來!

🕵️‍♂️🔥💨🚩🧩📖

① 什麼是 GC-MS? 🔬

GC-MS 是一台「會把氣味分子抓出來秤重」的超級偵探機器。

毒品藏在藥粉、香煙或飲料裡的時候,用眼睛看不到、用鼻子也聞不太出來, 而且常常只有一點點,就像在游泳池裡滴一滴墨水。這時候就要請出 GC-MS

💨
GC(氣相層析)把樣品變成「氣體」,
讓分子排隊賽跑分開
⚖️
MS(質譜)幫每個分子「撞碎+秤重」,
畫出專屬指紋圖
📖 GC-MS 最厲害的地方:每種分子被撞碎後的「碎片指紋」都固定不變, 科學家把全世界分子的指紋都收進一本超大的「指紋字典」。測到的指紋拿去比對, 就知道「你是誰」── 像用指紋抓壞人一樣!

🆚 GC-MS 和 LC-MS/MS 有什麼不一樣?

🔬 兩台都是質譜偵探,差別在「怎麼讓分子排隊賽跑」:

💨 GC-MS(這次用的)💧 LC-MS/MS
跑道裡是…氣體(氦氣吹著跑)液體(溶液帶著流)
適合的分子會變成氣體的小分子怕熱、較大的分子
怎麼認出來撞碎成「指紋」比對字典 📖兩道門的「雙重確認」🚪🚪

② GC-MS 的三個步驟 🎬

毒品分子要闖三關,才會現出原形!

🔥💨
第1關 氣化賽跑加熱變氣體,
氦氣吹著跑過長管
➡️
⚡💥
第2關 電子撞碎用電子「保齡球」
把分子撞成碎片
➡️
📸📖
第3關 拍照比對畫出指紋圖,
跟字典比對找出是誰
🔥💨 第1關=賽跑。把樣品加熱變成氣體,氦氣像「順風」把分子吹過一條長長的管子(管柱)。 比較「不黏管壁」的分子先跑出來,黏黏的後跑出來 → 每種毒品「跑出來的時間」都不一樣。
⚡💥 第2關=撞碎。用一束電子像保齡球去撞分子,每次都用一樣的力氣撞, 所以同一種毒品每次都碎成「一模一樣」的碎片組合 ── 這就是它的指紋!
📸📖 第3關=比對。把碎片畫成「指紋圖」,再跟字典裡的圖比一比, 越像分數越高,就能確定抓到的是誰。

📌 小知識:指紋圖的橫軸是 m/z(碎片的重量),直軸是 高低(哪塊碎片最多)。 最高的那一塊叫 基峰(base peak),是最好認的特徵!

③ 滯留時間:用「插旗子」找出誰先跑到 🚩

在氣體賽跑裡,每種毒品跑到終點的時間都不一樣!

還記得第1關的賽跑嗎?氦氣把毒品分子吹過長長的管子, 每種毒品跑到終點的時間(滯留時間)都固定不變。 我們就在每個毒品到達的地方插一支旗子 🚩

⏱️ 毒品氣體賽跑終點線(點旗子看看是誰!)
← 時間(分鐘)→ 越右邊=跑越久才出來
👆 點上面的旗子,看看每種毒品幾分鐘跑到終點。
🚩 滯留時間=賽跑到終點的時間。 甲基安非他命最輕巧,8.7 分就先衝出來;海洛因最大隻又最黏,23.8 分才慢吞吞地最後到。 光看「幾分到」就能先猜出是誰!

④ 質譜碎片:每種毒品的「指紋拼圖」🧩

被電子撞碎後,碎片組合長得不一樣,就像每個人的指紋!

第2關被電子撞碎之後,每種毒品會碎成固定的幾塊小碎片。 我們把碎片做成拼圖塊 🧩,上面的數字就是碎片的重量(m/z)。 其中最高、最好認的那一塊叫 👑 基峰(金色框)。

📈 看看真正的「指紋圖」長什麼樣(點下面切換毒品)

0100200300400 m/z
🧩 注意看兄弟兩個:甲基安非他命和卡西酮的基峰都是 58, 但一個還有 91、134,另一個是 65、119 ── 靠這幾塊不同,就分得出誰是誰!

📋 五位嫌犯資料卡(偵探筆記)

毒品名稱🚩 滯留時間(分)👑 基峰🧩 質譜碎片 m/z
甲基安非他命8.663585891134
4-甲基甲基卡西酮12.238585865119
愷他命 Ketamine16.928180180182209152
依托咪酯 Etomidate17.324105105104106244
海洛因 Heroin23.836327327369268204162

⑤ 指紋字典比對:相似度分數 SI 📖

GC-MS 怎麼確定「就是它」?把測到的指紋跟字典比一比,看像不像!

機器測到一張指紋圖(藍色)之後,會自動拿去跟「指紋字典」裡的標準圖(紅色)疊在一起比對。 兩張越像,分數就越高 ── 這個分數叫 SI(相似度,Similarity Index),滿分 100。

🔵
測到的指紋現場樣品撞碎後的圖
🔴
字典的指紋標準答案的圖
➡️
💯
SI 相似度越像分數越高

🔍 例子:愷他命的比對

① 測到的指紋(🔵):180、182、209、152
② 字典裡愷他命(🔴):180、182、209、152
③ 兩張幾乎一模一樣 →

SI = 97 分 ✔️

分數這麼高 → 🚨 確定就是愷他命!(一般 SI 要 ≥ 80 分才算可靠)

🧠 偵探合起來看兩個證據: 🚩 幾分鐘跑到(滯留時間)🧩 指紋圖像不像(SI 相似度)。 兩個都對上,毒品就無所遁形!

🚨 重要!毒品到底有多可怕?

偵探不只要會抓毒品,更要懂得保護自己 ── 認識危害,才能勇敢拒絕!

💔 毒品最可怕的地方是「成癮」。很多毒品只要試一次,大腦就會被騙, 一直想再要,越陷越深、停不下來,最後傷害大腦、身體,甚至失去生命和家人。 所以最聰明的做法是 ── 一次都不要碰!

🔎 認識這 5 種毒品的傷害

🟥 甲基安非他命 俗稱:安公子・冰毒

一種很強的「興奮劑」。會讓人睡不著、不想吃飯、心跳超快; 長期使用會傷害大腦、脾氣變暴躁、記性變很差、牙齒蛀光光。極度容易上癮,很難戒掉。

🟧 4-甲基甲基卡西酮 俗稱:喵喵・浴鹽

新型毒品,常被做成彩色粉末或偽裝成飲料、果凍來騙人。 會讓人看到幻覺、心臟亂跳、體溫飆高,嚴重時會有生命危險。

🟨 愷他命 Ketamine 俗稱:K他命・K粉

常被偷偷加進飲料裡。會嚴重傷害膀胱(一直想尿尿、尿尿會痛、甚至血尿), 還會傷害記憶力,讓人神智不清,容易被壞人利用、發生危險。

🟩 依托咪酯 Etomidate 俗稱:上頭電子煙・喪屍煙彈

本來是醫院的麻醉藥,近年被壞人非法加進電子煙。吸了會手腳發抖、走路不穩、像喪屍一樣, 可能跌倒受傷、昏迷。千萬不要嘗試任何來路不明的電子煙!

🟦 海洛因 Heroin 俗稱:四號・白粉

毒性和成癮性都極強的毒品。會讓人呼吸變慢,吸過量會停止呼吸而死亡; 共用針頭還會傳染嚴重的疾病。是非常危險的毒品。

🛡️ 小偵探防毒守則(5 招保護自己)

🚫不拿陌生人給的飲料、糖果、貼紙、香煙、電子煙。
🌈看到彩色包裝的不明粉末或糖果要小心,毒品很會「偽裝」。
🥤飲料離開過視線就不要再喝,重新拿一杯。
🙅勇敢說「不要!」,並馬上離開、告訴爸媽或老師。
📢發現有人碰毒品,不要自己處理,告訴大人幫忙。
🆘 需要幫忙或想問問題,打這支免費電話(台灣・24 小時):
0800-770-885
反毒諮詢專線(諧音:請你淨一淨,幫幫我)

🎮 遊戲 1:指紋拼圖配對 🧩

看碎片拼圖(金色是基峰👑),猜猜是哪一種毒品。

準備中…
分數:0 第 1 / 5 題

🎮 遊戲 2:抓毒品 ── 兩個線索一起看 🚩🧩

同時用「滯留時間」和「一塊碎片」當線索,找出正確的毒品。

準備中…
分數:0 第 1 / 5 題

🎮 遊戲 3:指紋比對員 ── 像不像? 🔵🔴

你是字典比對員!看「測到的指紋」和「字典的指紋」,判斷是不是同一種毒品。

準備中…
分數:0 第 1 / 5 題

🎮 遊戲 4:防毒小達人 🛡️

考考你保護自己的本領,答對就是防毒小達人!

準備中…
分數:0 第 1 / 6 題

🧩 遊戲 5:指紋拼圖大挑戰

把碎片拼回指紋圖!先點下面一塊碎片,再點上面它該放的位置。小心混進來的「假碎片」會放不進去喔!

0100200300400 m/z
👇 碎片盒(點一塊 → 再點上面對應的空格)
完成毒品數:0 / 5

🖨️ 老師教具區(可列印) ✂️

按瀏覽器列印(Ctrl + P),印出嫌犯卡與碎片拼圖,剪下來在課堂玩。

🪪 五張嫌犯資料卡(GC-MS 真實數據)

🟥 甲基安非他命

🚩 8.663 分(跑最快)
👑5891134

🟧 4-甲基甲基卡西酮

🚩 12.238 分
👑5865119

🟨 愷他命 Ketamine

🚩 16.928 分
👑180182209152

🟩 依托咪酯 Etomidate

🚩 17.324 分
👑105104106244

🟦 海洛因 Heroin

🚩 23.836 分(跑最慢)
👑327369268204162

📝 課堂玩法建議

🎯 學習重點小結(給老師)