เมื่อวานตอนบ่ายที่สาวน้อยนักแสดงละคร (ที่ครั้งที่แล้วไม่เล่นเป็นแกะ อาทิตย์นี้คิดว่าก็คงไม่ได้เล่นเป็นกระต่ายอีก แต่ยังไงก็ตามอย่าลืมเอาช็อกโกแล็คที่ได้จากการเล่นซ่อนไข่มาฝากเพื่อนฝูงบ้าง) เอาผล GC มาให้ผมดูนั้น ปรากฏว่าไม่สามารถสรุปอะไรได้ บังเอิญก่อนหน้านั้นผมกำลังคุยอยู่กับเจ้าหน้าที่ของทางบริษัทก็มีอยู่เรื่องหนึ่งเป็นเรื่องเดียวกับที่พวกคุณต้องการปรึกษาพอดี ก็เลยขอนำมาบันทึกเอาไว้ แต่ก่อนอื่นขอสรุปสิ่งที่ได้บอกกับสาวน้อยนักแสดงละครไปเมื่อวานก่อน ว่าควรทำอย่างไรบ้างดังนี้
๑. ทดลองฉีดน้ำกลั่นเปล่า ๆ (ที่เราใช้ทำการทดลอง) ดูก่อน การทดสอบนี้เพื่อที่จะดูว่าในน้ำของเรานั้นมีสิ่งปนเปื้อนหรือไม่ ซึ่งเราไม่ควรตรวจพบสิ่งใด (เพราะเราใช้ FID ซึ่งมองไม่เห็นน้ำ)
๒. ทดลองฉีดเบนซีนที่นำมาใช้ในการทดลองดูก่อน เพื่อทดสอบว่าเบนซีนของเรามีความบริสุทธิ์เท่าใด ในการทดสอบนี้เราอาจจะเห็นพีคออกมาหลายพีค โดยจะมีพีคที่ใหญ่มากเพียงพีคเดียวซึ่งเป็นพีคเบนซีน และพีคเล็ก ๆ อีกจำนวนหนึ่ง (ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์และชนิดสิ่งปนเปื้อน)
๓. ตัวเครื่อง GC 9A นั้นเราสามารถปรับความแรงสัญญาณได้ 2 จุด คือการปรับที่ Attenuation (หรือบางทีก็ย่อสั้น ๆ ว่า Atten) และการปรับที่ Range สิ่งที่ต้องทดสอบคือการปรับเปลี่ยนค่า Attenuation และ/หรือ Range นั้นส่งผลต่อ
(ก) ขนาดของรูปพีคที่ได้ และ/หรือ
(ข) พื้นที่พีคที่เครื่อง integrator คำนวนได้
ที่ต้องทำการทดสอบข้อนี้ก็เพราะแต่ละเครื่องไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน บางเครื่องมีแต่ Atten ไม่มี Range ดังนั้นพอปรับค่า Atten ก็จะปรับเปลี่ยนทั้งขนาดรูปพีคที่ได้และพื้นที่พีคที่คำนวณได้ แต่บางเครื่องก็แยกจากกัน
สิ่งสำคัญคือต้องตั้งเครื่องเพื่อให้เมื่อฉีดสารตัวอย่างในปริมาณที่เท่ากัน ต้องได้พื้นที่พีคที่เท่ากัน ทั้งนี้เพื่อที่จะนำผลการวิเคราะห์มาเปรียบเทียบกันได้ และในขณะเดียวกันก็ควรพยายามปรับรูปพีคที่เราสนใจที่เครื่องวัดได้ไม่ให้เป็นรูปพีคหัวตัด เพื่อที่จะช่วยในการตรวจสอบว่า detector เกิดการอิ่มตัวหรือไม่ หรือการฉีดสารตัวอย่างนั้นกระทำได้ไม่ดีจนทำให้เกิดเป็นพีคหัวแตก ซึ่งเหตุการณ์ทั้งสองนั้นส่งผลต่อการคำนวณขนาดพื้นที่พีค
การทดลองที่ให้สาวน้อยนักแสดงละครไปทำนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นการทดลองง่าย ๆ แต่ตอนนี้คงเห็นแล้วว่าแม้ว่าการทดลองนี้จะมีรุ่นพี่ (สาวน้อยหน้าใสจากบางละมุง) ได้เคยลองผิดลองถูกมาก่อน แต่พอทำเข้าเองแล้วกลับล้มเหลวไม่เป็นท่า จะว่าไปแล้วอันที่จริงวิธีการทดลองที่เขาบันทึกไว้นั้นก็ไม่ได้บันทึกรายละเอียดเอาไว้ทั้งหมด มันมีบางส่วนที่ยังไม่ได้ทำการบันทึกเอาไว้และทำให้เกิดปัญหาที่พวกคุณมาถามผมเมื่อวาน เรื่องที่ไม่ได้บันทึกเอาไว้นี้ผมเคยสอนด้วยวาจาแก่สาวน้อยหน้าใสจากบางละมุงไปแล้ว แต่เนื่องจากไม่ได้มีการจดเอาไว้ก็เลยไม่มีการส่งต่อกัน
เรื่องดังกล่าวคือการตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ GC
เรื่องการตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ GC ผมเคยเล่าไว้ครั้งหนึ่งแล้วใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๗๐ วันพุธที่ ๒ มิถุนายน ๒๕๕๓ เรื่อง "การตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ GC" ซึ่งเกี่ยวกับเครื่อง GC-9A ที่เราใช้งานในการแยกเบนซีนและผลิตภัณฑ์ที่เกิด ดังนั้นขอให้ทุกคนกลับไปอ่านเรื่องดังกล่าวด้วย
ในการทดลองปฏิกิริยา hydroxylation ตามปรกตินั้น ในสารตัวอย่างที่เราฉีดเข้าไปใน GC จะมี เอทานอลที่เราใช้เป็นตัวประสานเฟส (b.p. 78.3ºC) เบนซีนที่เป็นสารตั้งต้น (b.p. 80.1ºC) น้ำที่ใช้เป็นตัวทำละลาย (100.0ºC) ฟีนอลที่เป็นผลิตภัณฑ์ที่เราต้องการ (181.7ºC) และยังอาจมีสารที่เกิดจากการที่ฟีนอลทำปฏิกิริยาต่อเช่น catechol (C6H4(OH)2 หรือ benzene-1,2-diol b.p. 245.5ºC) และ hydroquinone(C6H4(OH)2 หรือ benzene-1,4-diol b.p. 287.0ºC) สารสองตัวหลังนี้เกิดการแทนที่ด้วยหมู่ -OH สองครั้ง โดย catechol เกิดการแทนที่ครั้งที่สองที่ตำแหน่ง ortho และ hydroquinone เกิดการแทนที่ครั้งที่สองที่ตำแหน่ง para
เครื่อง 9A ที่เราใช้นั้นติดตั้งตัวตรวจวัดชนิด FID ดังนั้นจึงมองไม่เห็น "น้ำ" ที่เราฉีดเข้าไปในคอลัมน์ แต่นั้นไม่ได้หมายความว่าน้ำจะไม่ก่อปัญหาให้กับการวิเคราะห์ ในช่วงที่ผ่านมานั้นเมื่อเราทำปฏิกิริยาเสร็จ เราก็จะทำการประสานเฟสด้วยเอทานอล จากนั้นจึงนำสารละลายที่ได้มาฉีด GC ช่วงที่ผ่านมานั้นเรามีการตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ออกเป็นสามช่วง (ตามรูปที่ ๑) คือ
(ก) ช่วงแรกจะเป็นช่วงอุณหภูมิคงที่ประมาณ 70-100ºC (แต่ละรุ่นตั้งเอาไว้ไม่เหมือนกัน) เป็นเวลานานประมาณ 5 นาที
(ข) จากนั้นจึงค่อย ๆ เพิ่มอุณหภูมิขึ้นด้วยอัตราประมาณ 10ºC/min จนถึง 170-250ºC (ขึ้นกับผลิตภัณฑ์สุดท้ายว่ามีจุดเดือดเท่าใด)
(ค) เมื่ออุณหภูมิขึ้นถึงจุดสูงสุดแล้วก็ให้คงไว้ที่อุณหภูมินั้นเป็นระยะเวลาหนึ่ง
รูปที่ ๑ รูปแบบการตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ GC-9A ที่เราใช้อยู่
ช่วงอุณหภูมิคงที่ (ก) นั้นเป็นการแยกเอทานอลและเบนซีน (หรือโทลูอีน) ซึ่งสารสองตัวนี้มีจุดเดือดต่ำ ส่วนช่วงการเพิ่มอุณหภูมิในช่วง (ข) นั้นเป็นการแยกผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดสูง (รวมทั้งไล่น้ำออกมาจากคอลัมน์) ช่วงอุณหภูมิช่วง (ค) นั้นจะมีหรือไม่ขึ้นอยู่กับว่าสารตัวสุดท้ายออกมาจากคอลัมน์ในช่วงอุณหภูมิ (ข) ได้หมดหรือไม่ ถ้าไม่สามารถออกมาได้หมดก็ต้องมีการตั้งโปรแกรมอุณหภูมิช่วง (ค) แต่ถ้าออกมาได้หมดในช่วงอุณหภูมิ (ข) ก็ไม่จำเป็นต้องมีช่วงอุณหภูมิ (ค)
เราใช้รูปแบบการตั้งอุณหภูมิข้างต้นมาตลอดในการทำการทดลอง ซึ่งก็ไม่เกิดปัญหาอะไร แต่มันพึ่งจะมีปัญหาเอาตอนที่เราทำการศึกษาการละลายในน้ำของเบนซีนโดยการนำเบนซีนมาปั่นกวนกับน้ำ และทำการแยกชั้นน้ำไปฉีด GC ดูว่ามีเบนซีนอยู่เท่าไร
ถ้าเราใช้การตั้งอุณหภูมิตามรูปแบบข้างบน เราจะพบว่าเบนซีนจะออกมาในช่วงอุณหภูมิ (ก) ดังนั้นการเพิ่มอุณหภูมิในช่วง (ข) จึงไม่จำเป็น การปล่อยให้เครื่อง GC ทำงานจนครบโปรแกรมทั้งหมดจะทำให้เสียเวลารอคอยนานมาก เพราะเราต้องรอให้อุณหภูมิเพิ่มจนถึงค่าสูงสุดและรอให้อุณหภูมิลดลงจนกลับมาที่อุณหภูมิเริ่มต้นใหม่
ดังนั้นถ้าเป็นเช่นนี้ เราก็ตั้งโปรแกรมให้เครื่องทำงานที่อุณหภูมิคงที่ (เช่น 80ºC สัก 5 นาที) เลยดีไหม จะได้ไม่ต้องเสียเวลารอไปกับการทำให้อุณหภูมิคอลัมน์เพิ่มขึ้นและเย็นลงกลับมาที่เดิม
ถ้าเราฉีดเฉพาะ "เบนซีน" เข้าไปในคอลัมน์ การที่เราตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ให้คงที่ตลอด (เช่น 80ºC สัก 5 นาที) มันก็จะไม่มีปัญหาใด ๆ แต่ในขณะนี้สิ่งที่สาวน้อยนักแสดงละครกำลังจะทำก็คือการฉีด "เบนซีน + น้ำ" เข้าไปในคอลัมน์ ซึ่ง "น้ำ" นั้นมีจุดเดือดสูงกว่าเบนซีนและสูงกว่าอุณหภูมิคอลัมน์ที่เราตั้งไว้ ถ้าเราฉีดตัวอย่างดังกล่าวเข้าไปในคอลัมน์ที่ทำงานที่ 80ºC เบนซีนจะหลุดออกมาจากคอลัมน์แน่ แต่น้ำจะค้างอยู่ในคอลัมน์
น้ำที่ค้างอยู่ในคอลัมน์นั้นในช่วงแรกจะไม่ก่อปัญหาใด ๆ ให้เห็น แต่ถ้าเข้าไปสะสมเยอะ ๆ จะทำให้คอลัมน์อิ่มตัวไปด้วยน้ำ และไม่สามารถทำการดูดซับสารอื่นได้ สิ่งที่เราจะเห็นตามมาคือคอลัมน์จะไม่สามารถแยกสารได้ เมื่อเกิดปัญหาดังกล่าว วิธีการแก้ก็คือให้ความร้อนแก่คอลัมน์มากพอที่จะไล่น้ำที่ค้างอยู่ออกมาให้หมด ก็จะพบว่าคอลัมน์สามารถกลับมาทำงานได้เหมือนเดิม
ถ้าเช่นนั้นอาจมีคนคิดว่า เราก็ตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงมากพอที่จะทำให้น้ำไม่ค้างอยู่ในคอลัมน์ เช่นตั้งไว้ที่ 110ºC เลยดีไหม ซึ่งนอกจากจะทำให้น้ำไม่ค้างในคอลัมน์แล้ว ก็ยังทำให้เบนซีนเคลื่อนที่ออกมาจากคอลัมน์ได้เร็วขึ้น ทำให้การวิเคราะห์ตัวอย่างกระทำได้รวดเร็วขึ้นด้วย
ความคิดในย่อหน้าข้างบนนั้นดูดี แต่ก่อนที่จะนำมาปฏิบัตินั้นยังมีสิ่งสำคัญที่ต้องตรวจสอบก่อน นั่นก็คือ "การตอบสนองของตัวตรวจวัด (detector response)"
ถ้าใครเคยลองปรับตั้งพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของเครื่อง แล้วสังเกตความแรงของสัญญาณที่ได้ จะพบว่าความแรงของสัญญาณที่ส่งออกมาจากตัวตรวจวัดนั้นนอกจากจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงานของตัวตรวจวัดแล้ว (detector temperature) ยังเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิของแก๊สที่ไหลผ่านตัวตรวจวัดด้วย ซึ่งอุณหภูมิของแก๊สที่ไหลผ่านตัวตรวจวัดนั้นมันเป็นไปตามอุณหภูมิคอลัมน์ GC
สิ่งสำคัญที่พวกคุณจะต้องจำเอาไว้ไปปฏิบัติคือ ภาวะการทำงานของเครื่องที่คุณใช้ในการสร้าง calibration curve ของสารแต่ละตัวนั้น ถ้าเป็นไปได้แล้วควรเป็นภาวะการทำงานเดียวกันกับที่คุณใช้ในการวิเคราะห์ตัวอย่าง เพราะถ้าภาวะการทำงานแตกต่างกัน ก็อาจทำให้สัญญาณที่ตัวตรวจวัดตอบสนองต่อสารในปริมาณที่เท่ากันแตกต่างกันไปได้
สำหรับผู้ที่ใช้ตัวตรวจวัดชนิด FID (Flame Ionisation Detector) นั้น นับว่าโชคดีตรงที่ความแรงของสัญญาณที่ตัวตรวจวัดส่งออกมานั้นไม่ค่อยว่องไวต่ออุณหภูมิของแก๊สที่ไหลผ่าน แต่ถึงกระนั้นก็ตาม เพื่อความไม่ประมาทก็ควรทำการตรวจสอบดูด้วยว่าเมื่อทำการวิเคราะห์ที่อุณหภูมิแตกต่างไปจากอุณหภูมิที่ใช้ในการทำ calibration curve ความแรงของสัญญาณที่ได้นั้นยังเหมือนกันอยู่หรือไม่ ซึ่งถ้าพบว่ายังเหมือนกันอยู่ก็ไม่ต้องสร้าง calibration curve เส้นใหม่ แต่ถ้าพบว่ามันแตกต่างกันก็ต้องมาพิจารณากันใหม่ว่าจะกลับไปใช้อุณหภูมิการทำงานเดิมหรือจะสร้าง calibration curve ขึ้นมาใหม่
แต่ถ้าคุณใช้ตัวตรวจวัดชนิด TCD (Thermal Conductivity Detector) ก็ทำใจได้เลย เพราะตัวตรวจวัดชนิดนี้ว่องไวต่อสารพัดสิ่ง ไม่ว่าจะเป็นอัตราการไหลและอุณหภูมิของ carrier gas ที่ไหลผ่าน อุณหภูมิการทำงานของตัวตรวจวัด ฯลฯ ดังนั้นจึงไม่สามารถนำเอา calibration curve ที่สร้างไว้ที่ภาวะหนึ่งมาใช้กับผลการวิเคราะห์ที่ได้จากภาวะที่แตกต่างกันได้ ถ้าใช้ภาวะการทำงานที่แตกต่างกันก็ต้องมี calibration curve ของภาวะการทำงานนั้น ๆ
ในกรณีของสาวน้อยนักแสดงละครนั้นผมคิดว่าน่าจะตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ให้คงที่ที่อุณหภูมิต่ำ เช่นที่ประมาณ 80ºC เอาไว้ก่อน ซึ่งคิดว่าปัญหาเนื่องจากน้ำที่ฉีดเข้าไปยังไม่น่าจะเกิด แต่เมื่อสิ้นสุดการทดลองแล้วก็อย่าลืมทำการเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงเกิน 100ºC เพื่อไล่น้ำออกมาด้วย คนที่มาใช้งานคนต่อไปจะได้ไม่มีปัญหา ยังไงก็ลองทำดูก่อนก็แล้วกัน ถ้ามีปัญหาก็ค่อยว่ากันใหม่
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น