เนื้อหาใน Memoir นี้เป็นการบันทึกสิ่งที่เล่าเอาไว้ในการประชุมเมื่อบ่ายวันวาน ซึ่งก็เป็นเรื่องที่ได้บอกให้สาวน้อยหน้าใสจากบางละมุงและสาวน้อยผมยาวจากชายแดนใต้ทำตอนฉีด GC แต่เรื่องที่เล่าเมื่อวานมันมีรายละเอียดมากกว่าที่เคยบอกให้ทำ และเห็นว่าสัปดาห์นี้กลุ่มสาวน้อยหน้าบาน (ผู้ซึ่งตัวจริงดูดีกว่ารูปถ่ายใน facebook) สาวน้อยนางเอกละคร (ถ้ารับบทเป็นแกะในละครเวทีนั้นก็คงโด่งดังไปแล้ว) และสาวน้อยนักร้องคาราโอเกะคู่หูสาวน้อยหน้าบาน กำลังจะทำการทดลองเช่นนี้ ก็เลยต้องเอามาเล่าไว้ให้ละเอียด
ปัจจัยหนึ่งที่เป็นตัวกำหนดอุณหภูมิคอลัมน์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ด้วยเครื่อง GC คือจุดเดือดและความแตกต่างของจุดเดือดขององค์ประกอบในสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ ในกรณีที่ตัวอย่างมีสารไม่มากชนิด และสารแต่ละชนิดมีจุดเดือดต่างกันพอสมควร (ต่างกันน้อยก็แยกยาก) เราก็มักจะตั้งอุณหภูมิให้คงที่ตลอดการวิเคราะห์ แต่ถ้าจุดเดือดของสารแต่ละตัวแตกต่างกันมากหรือมีสารจำนวนมาก หรือพีคมีการลากหาง เราก็มันจะใช้วิธีการตั้งโปรแกรมอุณหภูมิ โดยจะมีการเพิ่มอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง หรือเป็นระยะ ซึ่งขึ้นอยู่กับระบบควบคุมของเครื่องว่ายอมให้ทำแบบไหนได้
ตัวอย่างเช่นตัวอย่างของเรามีสาร ๓ ตัว สองตัวแรกมีจุดเดือดต่ำกว่าตัวที่สามมาก ในกรณีนี้ถ้าเราตั้งอุณหภูมิคอลัมน์เอาไว้ต่ำ เราจะแยกสาร ๒ ตัวแรกได้ แต่กว่าสารตัวที่สามจะหลุดออกมาจะกินเวลานาน และพีคที่ได้จะกว้างและเตี้ยและลากหางยาว แต่ถ้าเราตั้งอุณหภูมิคอลัมน์เอาไว้สูง พีคของสารที่สามจะออกมาเร็วและรูปร่างดี แต่พีคของ ๒ สารแรกนั้นอาจจะไม่แยกจากกัน ในกรณีเช่นนี้การใช้การตั้งโปรแกรมอุณหภูมิคอลัมน์จะช่วยได้ โดยการตั้งให้เครื่องทำงานที่อุณหภูมิต่ำเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อน เพื่อที่จะแยกพีค ๒ พีคแรกออกจากกัน จากนั้นจึงค่อยเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงขึ้น เพื่อให้พีคที่สามออกมาเร็วขึ้นและมีรูปร่างที่ดี
หรือในกรณีที่ตัวอย่างมีสารอยู่หลายชนิด และสารที่อยู่ในตัวอย่างนั้นมีจุดเดือดเรียงกันไปเป็นลำดับ (เช่นไฮโดรคาร์บอนในน้ำมัน) ในกรณีนี้เราต้องเริ่มจากตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ช่วงแรกให้ต่ำไว้ก่อน เพื่อแยกพีคแรก ๆ ออกจากกัน แต่ถ้าไม่เพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงขึ้น พีคที่ออกมาภายหลังจะกว้างขึ้นและซ้อนทับกัน การแยกจากกันไม่ชัดเจน การแก้ปัญหาทำได้โดยตั้งอุณหภูมิคอลัมน์เริ่มแรกให้ต่ำ จากนั้นก็ค่อย ๆ เพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงขึ้นเรื่อย ๆ ก็จะทำให้พีคที่ออกมาภายหลังมีรูปร่างดีได้
แต่ถ้าเราต้องการวัดปริมาณสารเพียงสารเดียว (เช่นไฮโดรคาร์บอนที่ละลายอยู่ในน้ำที่เรากำลังจะทำการทดลองกันอยู่) เราก็ตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ให้คงที่ได้เลย จะได้ไม่ต้องเสียเวลารอให้เครื่องกลับมานิ่งหลังการวิเคราะห์ และเราก็ไม่จำเป็นต้องกดปุ่มหยุดการวิเคราะห์ภายหลังการฉีดแต่ละครั้ง อาจจะทำการฉีดต่อ ๆ กันหลายครั้งแล้วค่อยทำการหยุดการวิเคราะห์ เครื่องก็จะรายงานพื้นที่พีคแต่ละพีคออกมาให้เอง
เช่นในกรณีที่เราต้องการวัดความเข้มข้นของเบนซีนที่ละลายเข้าไปในน้ำ เราก็ตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ให้คงที่ตลอดการวิเคราะห์ (ส่วนต้องตั้งเท่าไรนั้นกรุณาไปถามเอาจากสาวน้อยหน้าใสจากบางละมุงเอาเอง)
และก่อนที่จะเริ่มการวิเคราะห์นั้น ควรทดลองฉีดสารมาตรฐานเข้าไปก่อนในปริมาตรหนึ่งที่ทราบค่าแน่นอน เช่นอาจฉีดเบนซีนหรือแอลกอฮอล์ (เอทานอลหรือโพรพานอล) เข้าไปก่อนสักเข็ม พอได้พีคออกมาก็ฉีดเบนซีนหรือแอลกอฮอล์เข้าไปซ้ำอีกโดยไม่ต้องกดปุ่มหยุดการวิเคราะห์ระหว่างการฉีด (ดูรูปที่ ๑) เหตุผลที่ต้องให้ทำเช่นนี้ก็เพราะเพื่อเก็บไว้เป็นข้อมูลตรวจสอบว่า ในการเปิดเครื่องแต่ละครั้งนั้น ความว่องไวของ detector นั้นเหมือนกันทุกครั้งหรือเปล่า เช่นครั้งนี้เราวัดพื้นที่พีคของสารมาตรฐานได้ 500000 ถ้าวันถัดมาเปิดเครื่องแล้วทดลองฉีดสารมาตรฐานแล้วพบว่าค่าพื้นที่พีคที่ได้แตกต่างไปจากค่านี้ ก็แสดงว่าความว่องไวของ detector ในครั้งหลังนี้แตกต่างไปจากของการวิเคราะห์ก่อนหน้า ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถนำผลการวิเคราะห์จากการวัดทั้งสองครั้งมาเปรียบเทียบกันได้ ดังนั้นถ้าพบว่าค่าพีคที่ได้ในครั้งหลังแตกต่างไปจากครั้งก่อนหน้า ก็ต้องตรวจหาสาเหตุและทำการปรับแต่งเครื่องให้มีความว่องไวเหมือนกันก่อน จากนั้นจึงค่อยทำการวิเคราะห์ตัวอย่าง ถ้าเป็น FID ตัวที่มักก่อปัญหาคือสัดส่วนระหว่างอากาศและไฮโดรเจนที่ใช้ และถ้าเป็น TCD ก็มักเป็นที่กระแสกับอัตราการไหลของ carrier gas เรื่องนี้เคยกล่าวเอาไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๑๓ ธันวาคม ๒๕๕๒ เรื่องข้อควรปฏิบัติในการใช้เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ
รูปที่ ๑ ก่อนเริ่มทำการวิเคราะห์นั้น ควรที่จะทำการฉีดสารมาตรฐานเข้าไปก่อนสัก 2-3 เข็ม แล้วนำค่าพื้นที่พีคที่ได้มาเฉลี่ย เราจะใช้ค่านี้เป็นค่าตรวจสอบว่าความว่องไวของ detector ในการเปิดเครื่องแต่ละครั้งเหมือนกันหรือไม่
ตรงนี้อาจมีปัญหาตรงที่ตัวอย่างที่จะวิเคราะห์นั้นมีความเข้มข้นต่ำ (เบนซีนที่ละลายอยู่ในน้ำ) ดังนั้นถ้าเราใช้เบนซีนบริสุทธิ์เป็นตัวฉีดเข้าไป พื้นที่พีคของเบนซีนบริสุทธิ์ที่ฉีดเข้าไป (แม้ว่าจะฉีดในระดับไมโครลิตร) ก็จะมากกว่าพื้นที่พีคที่จะได้จากการวิเคราะห์ตัวอย่างมาก ในย่อหน้าข้างบนผมถึงเสนอให้ฉีดแอลกอฮอล์ (เช่นเอทานอล) แทน เพราะความแรงของสัญญาณที่ได้จะต่ำกว่า (เราไม่ได้เอาพีคเบนซีนบริสุทธิ์มาใช้ในการคำนวณปริมาณเบนซีนในตัวอย่าง เราใช้เพียงแค่เป็นตัวทดสอบความว่องไวของ detector ว่าในการเปิดเครื่องแต่ละครั้งมีความว่องไวเหมือนกันหรือไม่) หรือถ้าใช้แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ยังได้สัญญาณแรงเกินไปอีก ก็คงต้องทำการเตรียมสารละลายของแอลกอฮอล์ในน้ำเอาไว้เป็นตัวทดสอบ
เมื่อเริ่มทำการทดลอง ซึ่งเราจะเก็บตัวอย่างที่เวลาต่าง ๆ กัน พอเราเก็บตัวอย่างที่เวลาแรกมากฉีด GC ก็กดปุ่มให้เครื่องเริ่มทำการเก็บข้อมูล และฉีดตัวอย่างที่เวลาแรกเข้าไป จากนั้นก็ปล่อยให้เครื่องทำงานต่อไปเรื่อย ๆ โดยไม่ต้องไปกดหยุดเมื่อได้พีคออกมา พอเก็บตัวอย่างที่สองมาก็ฉีดต่อเข้าไปได้เลย ทำอย่างนี้ต่อไปเรื่อย ๆ เราก็จะได้โครมาโทแกรมที่มีพีคเรียงลำดับออกมาดังตัวอย่างในรูปที่ ๒ พอได้พีคมาหลาย ๆ พีคหรือไม่ก็ปล่อยไปจนสิ้นสุดการทดลอง ก็กดปุ่มให้เครื่องหยุดการเก็บข้อมูลและพิมพ์พื้นที่พีคออกมา
รูปที่ ๒ ตัวอย่างโครมาโทแกรมที่ได้จากการฉีดสารตัวอย่างเข้าไปเป็นระยะโดยไม่มีการหยุดการเก็บข้อมูลก่อนที่จะทำการฉีดตัวอย่างใหม่
ในสัปดาห์ที่แล้วมีปัญหาเรื่องในระหว่างการทดลองนั้น เข็มที่ใช้ฉีด GC เกิดความเสียหายจนไม่สามารถใช้งานต่อได้ และเนื่องจากไม่มีเข็มขนาดเดียวกันให้ใช้ มีแต่เข็มขนาดใหญ่กว่า จึงทำให้ผู้ทำการทดลองต้องยุติดการทดลอง ผมก็บอกเขาไปว่าในกรณีเช่นนี้ถ้าเรามีเข็มที่มีขนาดใหญ่กว่า (แต่ไม่แตกต่างกันมาก) เราก็นำเอาเข็มขนาดนั้นมาใช้แทนได้ แล้วค่อยจัดการหารพื้นที่พีคที่ได้ภายหลัง
เช่นสมมุติว่าปรกติเราใช้เข็มขนาด 1 ไมโครลิตรฉีดตัวอย่างทีละ 1 ไมโครลิตร แต่พอเข็มขนาด 1 ไมโครลิตรเกิดความเสียหายไม่สามารถใช้งานต่อได้ และเราก็ไม่มีเข็มขนาดนี้สำรองเอาไว้ มีแต่เข็มขนาด 5 ไมโครลิตร เราก็เอาเข็มขนาด 5 ไมโครลิตรนี้มาใช้แทน และฉีดตัวอย่างในปริมาตร 5 ไมโครลิตรแทน เวลาทำพื้นที่พีคมาวิเคราะห์ก็ต้องเอาพื้นที่พีคที่ได้จากการฉีดตัวอย่าง 5 ไมโครลิตรมาหาร 5 ก่อน จึงจะนำไปเปรียบเทียบกับพื้นที่พีคที่ได้จากการฉีดตัวอย่าง 1 ไมโครลิตรได้
ตรงนี้อาจมีบางคนตั้งคำถามว่าแล้วทำไมไม่ใช้เข็มขนาด 5 ไมโครลิตรฉีดตัวอย่างปริมาตร 1 ไมโครลิตร คำตอบก็คือมันจะมีความคลาดเคลื่อนที่สูง ความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์ในการอ่านขีดสเกลบนตัวเข็มนั้นจะมีขนาดประมาณได้ว่าเท่ากันเสมอไม่ว่าจะเป็นการอ่านขีดที่ 1 ไมโครลิตรหรือที่ 5 ไมโครลิตร (เช่นสมมุติว่าจะอ่านได้คลาดเคลื่อน 0.05 ไมโครลิตร) แต่เมื่อคิดเป็นค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์จะพบว่าการฉีดที่ 5 ไมโครลิตรจะมีค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ที่ต่ำกว่า (0.05 จาก 5 จะมีค่าน้อยกว่า 0.05 จาก 1)
ตอนแรกว่าจะออก Memoir ฉบับนี้ตั้งแต่ตอนบ่ายแล้ว แต่เนื่องจากต้องไปชมวิวทิวทัศน์อ่าวไทยที่ปากแม่น้ำเจ้าพระยา ก็เลยต้องเลื่อนกำหนดการออก Memoir มาเป็นตอนกลางคืนแทน ใครที่ไม่ได้ไปก็รอดูรูปทาง facebook ก็แล้วกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น