ตรงนี้ต้องขอกล่าวไว้สักหน่อยว่า ปรกติแล้วเราจะให้ตัวตรวจวัดส่งสัญญาณออกมาที่ค่า ๆ หนึ่งที่ไม่ใช่ศูนย์ แม้ว่าตัวตรวจวัดจะตรวจวัดไม่พบอะไรก็ตาม ทั้งนี้เพื่อที่จะทำให้สามารถแยกได้ว่าตัวตรวจวัดยังทำงานอยู่หรือไม่ เพราะถ้าเรากำหนดให้ตัวตรวจวัดไม่ส่งสัญญาณใดออกมาเมื่อตรวจไม่พบอะไร และถ้าตัวตรวจวัดเกิดเสียขึ้นมาทำให้ไม่ส่งสัญญาณใด ๆ ออกมา จะทำให้เราเข้าใจผิดได้ว่าไม่มีสารตัวอย่างผ่านตัวตรวจวัด ทั้ง ๆ ที่ในความเป็นจริงนั้นมี
ในกรณีของเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟนั้นเราจะนิยมใช้พื้นที่ใต้พีคของสัญญาณที่วัดได้เป็นตัวหาค่าปริมาณของสารตัวอย่างที่ผ่านเข้าไปในเครื่อง โดยเราจะทำการฉีดสารตัวอย่างในปริมาณที่ทราบค่าแน่นอนเข้าไปในเครื่อง และดูว่าพีค (peak) ที่ได้มีพื้นที่ใต้พีคเท่าใด ถ้าเราฉีดสารตัวอย่างเข้าในปริมาณมาก ก็จะได้พีคที่มีขนาดใหญ่ (พื้นที่ใต้พีคมาก) ตามไปด้วย และถ้าไม่ฉีดสารใดเข้าไป พื้นที่ใต้กราฟที่ได้ก็จะมีค่าเป็นศูนย์ และโดยการปรับเปลี่ยนปริมาณสารตัวอย่างที่ฉีดเข้าไปในเครื่อง เราก็จะสามารถสร้างกราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารตัวอย่างที่ไหลผ่านตัวตรวจวัดและพื้นที่ใต้พีคที่วัดได้ กราฟความสัมพันธ์ดังกล่าวคือ calibration curve นั่นเอง ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 1 ข้างล่าง
รูปที่ 1 (ซ้าย) การลาก calibration curve ที่ไม่ผ่านจุดกำเนิด และ (ขวา) การลาก calibration curve ผ่านจุดกำเนิด
ของให้ลองพิจารณารูปที่ 1 โดยสมมุติให้จุดสี่เหลี่ยมเป็นจุดข้อมูล (พื้นที่ใต้พีค) ที่ได้จากการทดลองฉีดสารตัวอย่างปริมาณต่าง ๆ เข้าไปในเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ รูปด้านซ้ายเป็นการลากเส้นตรงโดยอาศัยจุดข้อมูลที่ได้จากการทดลองจริงโดยใช้เทคนิค linear regression เพื่อให้เส้นตรงที่ออกมาดูดีที่สุด จะเห็นว่าสามารถกล่าวได้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารที่ฉีดกับพื้นที่ใต้พีคที่ได้มีลักษณะเป็นกราฟเส้นตรง แต่กราฟดังกล่าวไม่ผ่านจุดกำเนิด (จุด origin หรือจุด (0,0) ซึ่งเป็นจุดที่ปริมาณสารที่ฉีดเข้าไปมีค่าเป็นศูนย์ และพื้นที่ใต้พีคมีค่าเป็นศูนย์) ของกราฟ แต่ถ้าเราบังคับให้การทำ linear regression ต้องลากกราฟผ่านจุดกำเนิดดังแสดงในรูปด้านขวา จะเห็นว่าจุดข้อมูลที่ได้จากการทดลองจะเบี่ยงเบนไปจากแนวเส้นตรงที่ลากมากกว่าของกราฟด้านซ้าย
ดังนั้นจึงทำให้เกิดคำถามขึ้นมาว่าเราควรลากเส้นตรงแบบไหน กล่าวคือจะลากโดยยึดจุดกำเนิดเป็นหลัก แต่เส้นตรงที่ได้จะไม่อยู่ในแนวเดียวกับข้อมูลที่ได้จากการทดลองจริง (รูปด้านขวา) หรือลากโดยยึดข้อมูลที่ได้จากการทดลองจริงเป็นหลัก แต่เส้นกราฟจะไม่ผ่านจุดกำเนิด
ปัญหานี้เกิดจากความไม่รู้เรื่องความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารตัวอย่างที่ผ่านตัวตรวจวัดและความแรงของสัญญาณที่ตัวตรวจวัดส่งออกมา โดยทั่วไปเรามักสมมุติหรือคิดเอาเองว่าความสัมพันธ์ดังกล่าวต้อง "เป็นเส้นตรงเสมอ" ซึ่งแนวความคิดดังกล่าวก็ไม่ถูกต้อง 100% กล่าวคือถ้าเรามองความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารตัวอย่างที่ผ่านตัวตรวจวัดและความแรงของสัญญาณที่ตัวตรวจวัดส่งออกมาในช่วงที่ไม่กว้างเกินไป เราพอจะอนุโลมได้ว่าความสัมพันธ์ดังกล่าวมีลักษณะเป็นเส้นตรง แต่ถ้าเราพิจารณาตลอดทั้งช่วงที่ตัวตรวจวัดทำงานได้ เราจะเห็นว่าความสัมพันธ์ดังกล่าวจะไม่ใช่เส้นตรง จะมีลักษณะเป็นเส้นโค้ง ซึ่งจะโค้งคว่ำหรือหงายก็ขึ้นอยู่กับชนิดตัวตรวจวัดและสารตัวอย่าง ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 2 ข้างล่าง
รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารและสัญญาณที่ตัวตรวจวัดส่งออกมา (เส้นกราฟสีน้ำเงิน) เมื่อพิจารณาในช่วงกว้าง
จากรูปที่ 2 จะเห็นได้ว่าในช่วงปริมาณสารที่ฉีดเข้าไปมีค่าต่ำนั้น เส้นตรงสีแดงจะประมาณเส้นโค้งสีน้ำเงินได้ดี และยังลากผ่านจุดกำเนิดด้วย แต่ที่ปริมาณสารตัวอย่างสูง เส้นตรงสีแดงจะให้ค่าที่ผิดไปมาก ส่วนช่วงที่ปริมาณสารตัวอย่างที่ฉีดเข้าไปมีค่าสูง เส้นตรงสีเขียวจะประมาณเส้นโค้งสีน้ำเงินได้ดี แต่ถ้าเราต่อเส้นตรงสีเขียวออกมายังช่วงที่ปริมาณสารตัวอย่างมีค่าน้อยนั้น ค่าที่ได้จะผิดไปมากและจะเห็นว่าเส้นสีเขียวไม่ลากผ่านจุดกำเนิดด้วย
ณ จุดนี้พอจะบอกได้หรือยังว่าวิธีการที่เหมาะสมในการลากเส้น calibration curve ในรูปที่ 1 นั้นควรลากแบบให้ผ่านหรือไม่ให้ผ่านจุดกำเนิด
วิธีการที่เหมาะสมที่สุดคือกำหนดให้เส้นตรงที่ลากนั้นเข้ากับจุดข้อมูลจริงให้ได้ดีที่สุด โดยที่ไม่ต้องไปสนว่าจะผ่านจุดกำเนิดหรือไม่ แต่ในการใช้งานนั้นไม่ควรอ่านค่านอกช่วงที่ทำการทดลอง (ตามรูปที่ 3) กล่าวคือเส้นตรงที่ได้นั้นควรใช้อ่านค่าที่อยู่ในช่วงระหว่างปริมาณสารน้อยที่สุดที่ฉีดเข้าไป และปริมาณสารมากที่สุดที่ฉีดเข้าไป (เกินเลยไปเล็กน้อยยังพอจะยอมรับได้ แต่อย่าให้มากเกินไปนัก) แต่ถ้าช่วงที่ต้องการทราบค่านั้นอยู่ห่างจากช่วงที่ทำการทดลองไว้มาก ก็ควรที่จะทำการทดลองใหม่และสร้าง calibration curve ใหม่เพื่อใช้กับช่วงความเข้มข้นนั้น จากประสบการณ์ที่ผ่านมานั้นมักพบว่ากรณีดังกล่าวมักจะเกิดขึ้นเมื่อทำการฉีดสารตัวอย่างเข้าไปมาก แต่ถ้าลดปริมาณสารตัวอย่างที่ฉีดให้ลดน้อยลง ก็จะพบว่ากราฟเส้นตรงที่ได้จะลากผ่านจุดกำเนิด
รูปที่ 3 วิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการลากเส้นตรงให้กับ calibration curve คือทำตามรูปด้านซ้ายของรูปที่ 1 แต่ใช้เส้นกราฟเฉพาะช่วงปริมาณสารที่น้อยที่สุดและที่มากที่สุดเท่านั้น ถ้าต้องการหาความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ใต้พีคกับปริมาณสารนอกช่วงดังกล่าว ก็ควรทำการทดลองสร้าง calibration curve สำหรับช่วงความเข้มข้นดังกล่าวขึ้นมาใหม่ พึงหลีกเลี่ยงการต่อเส้นตรงเส้นนี้ไปใช้ประมาณค่านอกช่วงดังกล่าว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น