GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๕ การทำ calibration curve ของ NH3 MO Memoir : Wednesday 8 June 2554

จากที่ได้เล่าไว้เมื่อวันพฤหัสบดีของสัปดาห์ที่แล้วว่าตอนนี้เราเจอปัญหาสัญญาณของ GC-2014 ในส่วนของ PDD ให้พีคกลับหัว

ที่ไม่เข้าใจก็คือมันเกิดขึ้นได้อย่างไร เพราะก่อนหน้านี้ที่ทดลองทำกันตอนฉีดอากาศหรือ NH₃ เข้าไป มันก็ให้พีคหัวตั้ง แต่พอมาสัปดาห์ที่แล้วหลังจากที่ได้ให้สาวน้อยร้อยห้าสิบเซนฯทำการ conditioning คอลัมน์ ซึ่งก็ทำให้เราได้เส้น base line ที่นิ่งและเรียบ แต่กลับได้พีคหัวกลับ

ผมเอาตัวอย่าง chromatogram ก่อนและหลังเกิดปัญหามาแสดงให้ดูในรูปที่ ๑ ในหน้าถัดไป

ช่วงวันอาทิตย์ที่ ๕ มิถุนายนที่ผ่านมาก็มีเจ้าหน้าที่ของทางบริษัทมาดูให้ แต่ก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้ ได้แต่บอกว่าขอกลับไปปรึกษาหัวหน้าก่อน

เมื่อวานผมก็ลองไปปรับแต่งดู ทั้งคำสั่งที่ตัวเครื่อง GC และตัวซอร์ฟแวร์ที่ใช้ในการบันทึกข้อมูล ลองปรับเปลี่ยนไปหลายคำสั่งแล้วก็ยังแก้ปัญหาพีคกลับหัวไม่ได้

งานนี้คิดว่าคงต้องอีเมล์ไปถามบริษัทแม่ที่ญี่ปุ่นซะแล้ว ไว้ว่าง ๆ ภายในสัปดาห์นี้จะหาโอกาสเขียนส่งไป

ได้ยินว่าวันนี้จะมีเจ้าหน้าที่จากทางบริษัทเข้ามาอีกที ผลจะเป็นอย่างไรก็ต้องคอยดูกัน

แต่เนื่องจากการทดลองยังคงต้องเดินหน้าต่อไป เราคงต้องพักเรื่องการแก้ปัญหาพีคกลับหัวเอาไว้ก่อน ดังนั้นสิ่งที่สาวน้อยร้อยห้าสิบเซนฯต้องทำต่อไปคือการสร้าง calibration curve ของNH₃ โดยให้ทำการวัดทั้ง ๆ ที่ได้พีคกลับหัว แล้วค่อยเอาซอร์ฟแวร์ประมวลผลพีคทำการกลับหัวพีคและคำนวณพื้นที่ใหม่

สิ่งที่สาวน้อยร้อยห้าสิบเซนฯต้องทำมีดังนี้

๑. ทดลองฉีดN₂ เข้าไป เพื่อดูสัญญาณของ N₂ เนื่องจากแก๊สที่เราจะทำการวิเคราะห์นั้น N₂ เป็นองค์ประกอบที่มีความเข้มข้นมากที่สุด ตรงจุดนี้ควรต้องบันทึกไว้ด้วยว่าสัญญาณของ N₂ นั้นมีขนาดเท่าไร จะได้ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบการปรับตั้ง PDD

๒. ทดลองฉีดอากาศ (จากถัง) เข้าไป เพื่อหาตำแหน่งพีค O₂ (เพราะในแก๊สตัวอย่างของเรามีพีค O₂ อยู่ด้วย) ตำแหน่งพีค O₂ หาได้จาก พีคที่เพิ่มขึ้นจากที่ได้ในข้อ ๑. (ถ้าเครื่องมันมองเห็นนะ)

๓. ทดลองฉีดอากาศในห้องเข้าไป เนื่องจากเมื่อวานผมยังสงสัยด้วยว่าจะมีพีค CO₂ หรือของ Ar หรือไอน้ำด้วยหรือเปล่า (เมื่อวานเห็นพีคกว้าง ๆ ช่วงท้าย chromatogram สงสัยอยู่เหมือนกันว่าเป็นพีคของน้ำหรือเปล่า การระบุตำแหน่งสารตัวอื่นก็ต้องนำพีคที่ได้จากข้อ ๒. มาเปรียบเทียบ

๔. ทดลองฉีดแก๊สผสมระหว่าง NH₃ และ N₂ เพื่อหาตำแหน่งพีคของ NH₃

๕. ทดลองฉีดแก๊สผสมระหว่าง NH₃ N₂ และ O₂ โดยที่คงความเข้มข้นของ NH₃ ไว้เท่ากับที่ใช้ในข้อ ๔. เพื่อตรวจสอบว่ามีการซ้อนทับกันของพีคและ O₂ ส่งผลต่อสัญญาณที่วัดได้หรือไม่

๖. ทดลองฉีดแก๊สผสมระหว่าง NH₃ N₂ O₂ และ H₂O โดยที่คงความเข้มข้นของ NH₃ ไว้เท่ากับที่ใช้ในข้อ ๔. เพื่อตรวจสอบว่ามีการซ้อนทับกันของพีคและไอน้ำส่งผลต่อสัญญาณที่วัดได้หรือไม่

๗. จากข้อ ๖. ให้ทดลองเพิ่ม SO₂ เข้าไป แล้วดูว่าได้รับผลกระทบอะไรหรือไม่

๘. ถ้าหากพบว่าสัญญาณของ NH₃ ไม่ได้รับการรบกวนจาก O₂ SO₂ หรือไอน้ำ ก็ให้ทำการสร้าง calibration curve ของ NH₃ โดยการปรับอัตราส่วนการผสมระหว่าง N₂ (100%) กับ NH₃ จาก โดยในการผสมนั้นให้เลือกภาวะที่ mass flow ทำงานได้ดี ส่วนตัวเลขความเข้มข้นของแก๊สผสมที่ใช้ในการสร้าง calibration curve ไม่ใช่ตัวเลขลงตัวก็ไม่เป็นไร

๙. ในขั้นตอน ๕-๗ ถ้าพบปัญหาการรบกวนพีค NH₃ ให้ติดต่อผมก่อนว่าจะทำอะไรต่อไป

รูปที่ ๑ (บน) สัญญาณ PDD ก่อนเกิดปัญหา (ล่าง) สัญญาณ PDD ที่เกิดปัญหาพีคกลับหัวหลังการ conditioning คอลัมน์ พึงสังเกตนะว่าแม้ว่าตำแหน่งพีคที่เกิดจะตรงกัน แต่ความแรงสัญญาณแตกต่างกันมากประมาณ 100-1000 เท่า ตรงนี้ทำให้ผมสงสัยว่ามันเกิดจากการที่เราติดตั้งคอลัมน์กลับคืนเดิมไม่เรียบร้อยหรือเปล่า

เหตุผลที่การสร้าง calibration curve ของ NH₃ ค่อนข้างจะวุ่นวายไม่เหมือนของ SO₂ ก็เพราะ PDD นั้นเป็นตัวตรวจวัดที่ไม่ selective กล่าวคือมันมองเห็นสารแทบทุกชนิด เราจึงต้องพิจารณาองค์ประกอบทุกชนิดในแก๊สตัวอย่างของเราว่าส่งผลต่อการวิเคราะห์หรือไม่ ปัญหาที่เกรงว่าจะเกิดคือการซ้อนทับกันของพีค ซึ่งถ้าพบปัญหานี้ก็คงต้องทำการปรับตั้งอุณหภูมิการทำงานของคอลัมน์และอัตราการไหลของ carrier gas อีก

สิ่งที่เราต้องระมัดระวังในการปรับตั้งอุณหภูมิคอลัมน์คือใน GC ของเรานั้นมีอีกคอลัมน์หนึ่งที่ใช้ในการวิเคราะห์ NO_x ซึ่งคอลัมน์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ NO_x นี้ทำงานที่อุณหภูมิเดียวกันกับคอลัมน์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ NH₃ การปรับเปลี่ยนอุณหภูมิการทำงานของ oven จะส่งผลต่อการทำงานของคอลัมน์ทั้งสอง ในขณะที่การปรับเปลี่ยนอัตราการไหลของ carrier gas จะส่งผลกระทบต่อการทำงานของคอลัมน์ที่เราทำการปรับเปลี่ยนเท่านั้น

หวังว่าเราคงจะแก้ปัญหานี้ได้ภายในสัปดาห์นี้

เพิ่มเติมนิดนึงเกี่ยวกับเรื่องการใช้โปรแกรม fityk ในการแยกพีค GC ที่ซ้อนทับกันที่ทำให้พวกคุณดูเมื่อตอนก่อนเที่ยง ที่ผมแสดงให้เห็นว่าด้วยกราฟรูปเดียวกันเราอาจได้พื้นที่จากการ fit curve (พีคที่สอง) ที่แตกต่างกันได้

วิธีที่จะทดสอบว่าวิธีใดถูกต้องนั้นทำได้โดยเริ่มจาก

(ก) ฉีดสารละลายที่มีสาร A เข้มข้น 1 หน่วย แล้วดูว่าได้พื้นที่พีคเท่าไร

(ข) ฉีดสารละลายที่มีสาร B เข้มข้น 1 หน่วย แล้วดูว่าได้พื้นที่พีคเท่าไร

(ค) ฉีดสารละลายที่มีสาร A เข้มข้น 1 หน่วยและสาร B เข้มข้น 1 หน่วย ซึ่งพื้นที่พีคที่ได้ควรเท่ากับพื้นที่ที่ได้จากข้อ (ก) และ (ข) รวมกัน

(ง) จากนั้นทำการแยกพีคที่ได้จากข้อ (ค) แล้วดูว่าวิธีการไหนทำให้ได้พีค A ที่มีพื้นที่เท่ากับที่ได้ในข้อ (ก) และได้พีค (B) ที่มีพื้นที่เท่ากับที่ได้ในข้อ (ข)

เรื่องการแยกพีคนี้ผมเตรียมเรื่องเอาไว้แล้วเหมือนกัน เพราะมันมีปัญหามากเวลาทำ mass balance แต่บังเอิญวันนี้พวกคุณถามมาก่อนก็เลยอธิบายไปก่อน ส่วนรายละเอียดปลีกย่อยต่าง ๆ นั้นค่อย ๆ เรียนรู้กันไปก็แล้วกัน