การวัดปริมาณไฮโดรเจนด้วย GC-TCD MO Memoir : Wednesday 3 February 2564

Thermal Conductivity Detector (ที่เรียกกันย่อ ๆ ว่า TCD) หรือในชื่อเดิมคือ Katharometer นั้นเป็นตัวตรวจวัดที่มีการนำมาใช้กับเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ (Gas Chromatograph - GC) มานานแล้ว และก็ยังใช้กันอยู่อย่างแพร่หลายในปัจจุบันด้วย เพราะมันมีจุดเด่นที่มีราคาไม่แพง และให้การตอบสนองต่อสารต่าง ๆ แบบจะเรียกว่าแทบทุกชนิดก็น่าจะได้ เรียกว่าถ้ามีสิทธิซื้อเครื่อง GC ได้เพียงเครื่องเดียวเพื่อเอาทำงานหลาย ๆ อย่าง (เช่นงานวิจัยที่เปลี่ยนหัวข้อไปเรื่อย ๆ) ตัว TCD ก็จะเป็นตัวเลือกตัวแรก

รูปที่ ๑ ค่าการนำความร้อนของแก๊สผสมระหว่าง He กับ H₂ ที่สัดส่วนโมลของ H₂ ต่าง ๆ จะเห็นว่าในช่วงแรกค่าการนำความร้อนจะลดลง ก่อนจะเพิ่มสูงขึ้นเมื่อสัดส่วน H₂ เพิ่มขึ้น (จากบทความเรื่อง "Thermal Conductivity of Binary Mixtures of Gases. I. Hydrogen-Helium Mixtures, The Journal of Physical Chemistry, Vol. 72, No. 6, pp. 1924-1926, June 1968 โดย Clarke C. Minter)

การทำงานของตัวตรวจวัดชนิดนี้จะอาศัยสมดุลที่เปลี่ยนไประหว่างความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด และการระบายความร้อนออกจากขดลวดโดยแก๊สไหลผ่านขดลดนั้น ณ สภาวะการทำงานหนึ่ง (ที่อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล และกระแสไฟฟ้า คงที่) ถ้าองค์ประกอบของแก๊สที่ไหลผ่านนั้นเปลี่ยนไป ก็จะทำให้ความสามารถในการระบายความร้อนของแก๊สนั้นเปลี่ยนไปด้วย ผลที่ตามมาก็คืออุณหภูมิของขดลวดจะเปลี่ยนไป พออุณหภูมิขดลวดเปลี่ยน ความต้านทานของขดลวดก็จะเปลี่ยน ดังนั้นถ้าจะให้กระแสไหลขดลวดผ่านเท่าเดิม ก็ต้องมีการปรับความต่างศักย์ และขนาดของความต่างศักย์ที่ต้องปรับเพื่อให้กระแสไหลผ่านเท่าเดิมนี้ เป็นตัวบ่งบอกว่าแก๊สที่ไหลผ่านขดลวดนั้นมีองค์ประกอบเปลี่ยนไปมากน้อยเพียงใด

ความว่องไว (sensitivity) ของตัวตรวจวัดชนิดนี้แปรผันตามขนาดกระแสไฟฟ้า (I) ที่ไหลผ่านขดลวดยกกำลัง 3 (I³) แต่ความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดจะแปรผันตามกระแสไฟฟ้ายกกำลัง 2 (I²) กล่าวอีกนัยหนึ่งคือถ้าเราเพิ่มขนาดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดเป็น 2 เท่า ความว่องไวในการตรวจวัดจะเพิ่มเป็น 8 เท่า แต่ในขณะเดียวกันความร้อนที่เกิดขึ้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 4 เท่า ดังนั้นถ้าแก๊สที่ไหลผ่านนั้นมีความสามารถในการระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอ ขดลวดก็จะร้อนจัดจนทำให้อายุการใช้งานสั้นลงหรือขาดได้

ความสามารถในการนำความร้อนของแก๊สแปรผกผันคร่าว ๆ ก็ประมาณรากที่สองของน้ำหนักโมเลกุล ดังนั้นแก๊สที่เบากว่า (คือมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า) ก็จะระบายความร้อนได้ดีกว่า ทำให้สามารถใช้กระแสที่สูงได้ ทำให้ตัวตรวจวัดมีความว่องไวในการวัดสูงไปด้วย แก๊สที่เบาที่สุดคือไฮโดรเจน (H₂) แต่ H₂ เป็นแก๊สที่ติดไฟได้ จึงไม่นิยมนำมาใช้เป็น carrier gas ตัวที่นิยมมากกว่าและใช้กันแพร่หลายที่สุดคือฮีเลียม (He) ที่นอกจากจะเป็นแก๊สที่เบาเป็นอันดับสองรองจาก H₂ แล้ว He ยังเป็นแก๊สเฉื่อยที่ทำให้มั่นใจได้ว่ามันจะไม่ทำปฏิกิริยากับตัวขดลวดที่อุณหภูมิสูง

รูปที่ ๒ ค่าการนำความร้อนของแก๊สผสมระหว่าง He กับ H₂ ที่สัดส่วนโมลของ H₂ ต่าง ๆ (จากบทความเรื่อง "Thermal Conductivity of the Hydrogen-Helium Mixture", โดย A.G. Shashkov, F.P. Kamchatov and T.N. Abramenko วารสารต้นฉบับเป็นภาษารัสเซียตีพิมพ์ในวารสาร Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 24, No. 4, pp 657-662, April 1973 ซึ่งได้รับการแปลและตีพิมพ์เป็นภาษาอังกฤษในปีค.ศ. ๑๙๗๕)

ถ้าไม่นับ H₂ แล้ว แก๊สตัวอื่นล้วนแต่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า He ทั้งสิ้น ดังนั้นเวลาที่ He มีแก๊สเหล่านั้นปนเข้ามาก็จะทำให้ค่าการนำความร้อนของแก๊สผสมนั้นลดต่ำลง และลดต่ำลงมากตามปริมาณที่ผสมเข้ามา ดังนั้นเวลาที่แก๊สผสมของ He นี้ไหลผ่านขดลวดความร้อน การเปลี่ยนแปลงก็จะเกิดในทิศทางเดียวคือ ความสามารถในการระบายความร้อนลดลง Chromatogram ที่ได้ก็จะมีพีคชี้ไปในทิศทางเดียวกันหมด

มีหลายงานด้วยกันที่ต้องการวัดปริมาณ H₂ ในแก๊สผสมโดยใช้เครื่อง GC ที่ติดตั้งตัวตรวจวัดชนิด TCD โดย H₂ นี้จะเกิดรวมอยู่กับแก๊สอื่น ไม่ว่าจะเป็นอากาศ (N₂ + O₂), CO, CO₂, CH₄, H₂O เป็นต้น แก๊สเหล่านี้ต่างมีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่าและมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าของ He ดังนั้นเวลาที่สารเหล่านี้หลุดออกมาจากคอลัมน์ GC ก็จะทำให้แก๊สที่ไหลผ่าน TCD นั้นมีค่าการนำความร้อนที่ต่ำลง จะมีก็ตัว H₂ ที่มีค่าการนำความร้อนที่สูงกว่า ที่ทำให้เกิดปัญหา

แต่แก๊สผสมระหว่าง He และ H₂ มีพฤติกรรมที่ประหลาด กล่าวคือแม้ว่า H₂ จะมีค่าการนำความร้อนที่สูงกว่า He แต่แก๊ส He ที่มี H₂ ปนอยู่เล็กน้อยกลับมีค่าการนำความร้อนที่ "ต่ำกว่า" ของ He บริสุทธิ์ (รูปที่ ๑ - ๓)

รูปที่ ๓ ค่าการนำความร้อนของแก๊สผสมระหว่าง He กับ H₂ ที่สัดส่วนโมลของ H₂ ต่าง ๆ และที่อุณหภูมิต่าง ๆ (จากบทเดียวกับรูปที่ ๒)

และด้วยพฤติกรรมเช่นนี้จึงทำให้แก๊สผสม He + H₂ ไหลผ่าน TCD พีค H₂ ที่ TCD มองเห็นนั้นมีสิทธิเป็นได้ทั้ง พีคที่ตั้งขึ้น (เหมือนสารอื่น) หรือพีคที่คว่ำลง (ตรงข้ามกับสารอื่น) หรือมีทั้งตั้งขึ้นและคว่ำลงรวมกัน (ตัวปัญหา) ซึ่งตรงนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ H₂ ในแก๊ส He ที่ไหลผ่าน TCD (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๔ รูปร่างพีค H₂ ที่อุณหภูมิการทำงานของ TCD ต่าง ๆ พึงสังเกตว่าที่อุณหภูมิการทำงานสูงขึ้น พีคมีแนวโน้มที่จะหันไปในทิศทางเดียวกัน (จากบทความเรื่อง "Thermal Conductivity Detector Analysis of Hydrogen Using Helium Carrier Gas and HayeSep^® D Columns", Journal of Chromatographic Science, Vol. 36, pp. 191-196, April 1998. โดย Kirk Snavely and ฺBala Subramaniam)

เพื่อที่จะอธิบายรูปร่างของพีคที่ปรากฏในรูปที่ ๔ เรามาลองพิจารณาความเข้มข้นของ H₂ ในแก๊ส He ที่ไหลผ่าน TCD ว่ามันส่งผลต่อรูปร่างสัญญาณ TCD ได้อย่างไร ตรงนี้ขอให้พิจารณารูปที่ ๕ ประกอบ

ในกรณีที่ความเข้มข้นของ H₂ ในพีคที่เคลื่อนที่ผ่าน TCD นั้นมีค่าต่ำ (พีค 1) จนทำให้แก๊สผสมนั้นมีค่าการนำความร้อน-ของแก๊สผสมนั้นต่ำกว่าค่าการนำความร้อนของแก๊ส He พีคที่ได้ก็จะปรากฏในทิศทางเดียว (คือตั้งขึ้น) แต่ถ้าความเข้มข้นของ H₂ ช่วงตอนกลางของพีคนั้นสูงจนทำให้ค่าการนำความร้อนสูงกว่าของ He (พีค 2) จะทำให้เห็นพีคที่มีลักษณะเหมือนกับเป็นพีคหัวแตกเช่นที่ 150ºC ในรูปที่ ๔ เพราะสัญญาณมีการกลับทิศ

รูปที่ ๕ ระดับความเข้มข้นของ H₂ ในแก๊ส He ที่ไหลผ่าน TCD จะทำให้ได้พีคที่มีรูปร่างต่างกัน เส้นประสีน้ำเงินคือค่าการนำความร้อนของ He บริสุทธิ์

การกลับทิศของสัญญาณ TCD นี้จะมากขึ้นไปอีกถ้าหากความเข้มข้นของ H₂ เพิ่มขึ้น (เช่นพีค 3) ที่อาจทำให้เป็นเป็น 2 พีคติดกัน (เช่นที่ 200ºC ในรูปที่ ๔) หรือเริ่มมีพีคกลับหัว (เช่นที่ 250ºC ในรูปที่ ๔) แต่ถ้าความเข้มข้นของพีคตอนกลางนั้นสูงกว่าด้านข้างมาก (เช่นพีค 4) พีคที่ได้ก็จะมีลักษณะกลับหัวที่เด่นชัน (เช่นที่ 300ºC ในรูปที่ ๔) โดยยังมีส่วนด้านข้างของพีคที่สัญญาณมีการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับตอนกลาง

อันที่จริงพีคในรูปที่ ๔ นั้นได้มาจากการฉีดตัวอย่างในปริมาณที่เท่ากัน (พูดง่าย ๆ คือรูปร่างพีคความเข้มข้น H₂ ที่เคลื่อนที่ผ่าน TCD นั้นมีรูปร่างเดียวกันและเท่ากัน) เพียงแค่อุณหภูมิการทำงานของ TCD แตกต่างกัน บทความนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิการทำงาน TCD ให้สูงขึ้น ค่าการนำความร้อนของแก๊สผสม He + H₂ นั้นมีแนวโน้มที่จะให้การเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียว คือเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้น H₂ ที่เพิ่มขึ้น (แม้ว่าจะมีลดต่ำลงเล็กน้อยในช่วงแรก)

การทำให้สัญญาณ H₂ ที่ TCD วัดได้นั้นหันไปในทิศทางเดียวตลอดทั้งช่วงความเข้มข้นของพีค H₂ ที่เคลื่อนที่ผ่านตัว TCD จึงอาจทำได้โดยการใช้แก๊สผสม He + H₂ ที่มีค่าการนำความร้อนต่ำสุดมาใช้เป็น carrier gas วิธีการนี้จะทำให้สัญญาณ TCD ของพีค H₂ นั้นอยู่ในทิศทางที่ตรงข้ามกับพีคสารตัวอื่น แต่ก็แก้ปัญหาได้ด้วยการกลับทิศทางสัญญาณของ TCD หลังจากพีค H₂ เคลื่อนที่ผ่าน TCD แล้ว

อีกวิธีการหนึ่งก็คือการไปใช้ carrier gas ที่มีน้ำหนักโมเลกุล "สูงกว่า" ตัวอย่างทุกตัวที่ต้องการวิเคราะห์ (เช่นใช้แก๊ส Ar เป็น carrier gas) แต่การทำแบบนี้หมายถึงต้องไปลดขนาดกระแส (I) ที่ไหลผ่าน TCD นั่นหมายถึงความว่องไวในการวัดที่ลดต่ำลงไปด้วย และจะไม่สามารถใช้อุณหภูมิการทำงานของ TCD ที่สูงได้

ด้วยเหตุนี้การรายงานสภาวะการทำงานของเครื่อง GC ที่ใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณ H₂ จึงเป็นสิ่งสำคัญ เพราะจะเป็นตัวบอกว่าตัวเลขปริมาณ H₂ ที่ปรากฏในรายงานนั้นมีความน่าเชื่อถือเพียงใด

รวมบทความชุดที่ ๑๘ ประสบการณ์แก๊สโครมาโทกราฟ MO Memoir : Wednesday 3 January 2561 MO Memoir

"ยิ่งผลการทดลองออกมาดีเท่าใด ยิ่งต้องตรวจสอบ วิธีการทดลอง วิธีการเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ตัวอย่าง และการแปลผล ให้มากขึ้นเท่านั้น"

ข้อความข้างบนคือประโยคสุดท้ายที่ผมเขียนไว้ในบทส่งท้ายของรวมบทความชุดที่ ๑๘ ครับ
 

ตอนสอบปกป้องวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก บทที่ผมโดนกรรมการซักถามมากที่สุดคือ "วิธีการทดลองและวิธีการคำนวณ" ครับ (วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของผมเป็นการทำการทดลองเพื่อหาค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา แล้วนำมาใช้สร้างแบบจำลองเครื่องปฏิกรณ์เบดนิ่ง) ซึ่งก็ผ่านมาได้ด้วยดี เพราะจะว่าไปแล้วตอนที่เรียนอยู่นั้น อาจารย์ที่ปรึกษาของผมเขาให้ความสำคัญกับตรงจุดนี้มาก (ซึ่งก็คงเป็นวัฒนธรรมของการเรียนที่นั่นด้วย) สิ่งนี้ทำให้ผมได้เรียนรู้ว่า ถ้า "วิธีการ" ไม่ถูกต้อง ผลที่ได้มาก็ไม่มีค่าแก่การนำมาถกเถียงใด ๆ 
  

ที่ต้องย้ำคำว่า "วิธีการ" ก็เพราะต้องการเน้นให้เห็นว่าคำนี้มันครอบคลุมถึง การออกแบบอุปกรณ์ทดลอง การออกแบบการทดลอง การเก็บตัวอย่าง การวิเคราะห์ตัวอย่าง การแปลผลการวิเคราะห์ การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการแก้สมการคณิตศาสตร์

คนโบราณกล่าวว่า "สิบปากว่า ไม่เท่าตาเห็น สิบตาเห็น ไม่เท่ามือคลำ สิบมือคลำ ไม่เท่าทำเอง" ถ้าใช้อัตราส่วนตามนี้เราก็พอจะสรุปได้ว่า "ฟังพันครั้ง ไม่เท่ากับลงมือทำครั้งเดียว"
 

เนิ้อหาที่นำมารวบรวมไว้ในที่นี้เป็นเรื่องราวต่าง ๆ ที่ประสบมาในขณะทำวิจัยร่วมกับนิสิตโท-เอกในที่ปรึกษา (ที่เราต่างช่วยกันสรรหาเทคนิคในการทำให้เครื่องมีปัญหาและเทคนิคในการแก้ปัญหา) และบางเรื่องก็เป็นคำถามที่ผู้อ่าน blog ถามมาทางอีเมล์ 
  

เนื้อหาส่วนนี้เป็นคนละส่วนกับรวมบทความชุดที่ ๑๕ (ซึ่งในชุดที่ ๑๕ นั้นเป็นกรณีเฉพาะของการปรับตั้งเครื่อง GC เพื่อใช้ NH₃, SO₂ และ NO ที่หมดเวลาไปร่วม ๒ ปีเพื่อทำให้ผลการวิเคราะห์นั้นยอมรับได้) แม้ว่าตัวอย่างที่ยกมานั้นจะอิงกับเครื่อง GC Shimadzu รุ่น 8A และ 14B เป็นหลัก แต่หลากหลายเรื่องราวนั้นก็เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับเครื่อง GC ทั่วไปได้โดยไม่ขึ้นกับรุ่นหรือบริษัทผู้ผลิต

ท้ายสุดนี้ก็หวังว่ารวมบทความชุดนี้คงจะเป็นประโยชน์ไม่มากก็น้อยแก่ผู้ที่ขาดความรู้และประสบการณ์ในการใช้ GC แต่จำเป็นต้องมาใช้งานมันหรือต้องแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในการใช้งาน

ดาวน์โหลดไฟล์ pdf ได้ที่ Link ข้างล่างนี้

https://drive.google.com/file/d/1we1IHRieIiJecihfJ2trb4itoe8Z5mH1/view?usp=sharing

Relative Response Factors (RRF) ของสารอินทรีย์ กับ Flame Ionisation Detector (FID) MO Memoir : Monday 13 March 2560

ในการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโครมาโทกราฟนั้น นิยามของค่า Response Factor (RF) คืออัตราส่วนระหว่างพื้นที่พีคต่อความเข้มข้น ส่วนค่า Relative Response Factor (RRF) คือค่า RF ของสาร A ต่อค่า RF ของสาร B
 

มองอีกมุมหนึ่งคือ ถ้าเราฉีดสาร A ใน "ปริมาณ" หนึ่ง ทำให้ตัวตรวจวัด (detector) ส่งสัญญาณออกมาเป็นพีคที่มีพื้นที่ใต้พีค Area (A) แล้วถ้าเราฉีดสาร B ในปริมาณที่ "เท่ากับ" สาร A ที่ฉีดเข้าไป ทำให้ตัวตรวจวัดส่งสัญญาณออกมาเป็นพีคที่มีพื้นที่ใต้พีค Area (ฺB) คำถามก็คือ Area (A) ควรเท่ากับ Area (B) หรือไม่
 

ตรงนี้ก็ต้องกลับไปดูก่อนว่าเราใช้หน่วยอะไรวัด "ปริมาณ" (โมล น้ำหนัก จำนวนอะตอมของธาตุบางธาตุ ฯลฯ) เพื่อใช้เปรียบเทียบว่ามีการฉีดเข้าไปเท่ากัน
 

ในกรณีของ Flame Ionisation Detector (FID) ที่ใช้หลักการเผาสารอินทรีย์ให้ลุกไหม้ และตรวจวัดปริมาณอนุมูลมีประจุที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้นั้น ปริมาณอนุมูลมีประจุที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอม C และ O เป็นหลัก ในกรณีของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบด้วยอะตอม C และ H เท่านั้น พบว่าถ้าเปรียบเทียบโดยใช้เกณฑ์จำนวนอะตอม C ที่ฉีดเข้าไปเท่ากัน พื้นที่ใต้พีคของแต่ละสารที่ได้จะประมาณได้ว่าเท่ากัน ตัวอย่างเช่นจากข้อมูลในตารางที่ ๑ ของเอกสารที่แนบมา สมมุติว่าเราฉีด heptane (C₇H₁₆) 0.01 mmol แล้วได้พื้นที่พีคออกมา 1000000 หน่วย ดังนั้นถ้าเราฉีด methane (CH₄) เข้าไป 0.07 mmol (จำนวนอะตอม C ที่ฉีดเข้าไปเท่ากัน) เราก็ควรจะได้พื้นที่พีคออกมาประมาณ 1000000 หน่วยด้วย หรือถ้าเราฉีด dimethylpentane (C₅H₁₀(CH₃)₂) เข้าไป 0.01 mmol (โมเลกุลต่างกัน แต่จะนวนอะตอม C เท่ากัน) เราก็ควรจะได้พื้นที่พีคออกมาประมาณ 1000000 หน่วยเช่นกัน
 

ในกรณีของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ข้อมูลที่มีผู้ทำการทดลองไว้ที่แสดงในตารางที่ ๑ ของเอกสารที่แนบมาบ่งบอกว่าค่า RRF ของไฮโดรคาร์บอนนั้นมีค่าประมาณ 1 จะมียกเว้นบางคือ benzene (C₆H₆) ที่ให้ค่า RRF เป็น 1.12 และ toluene (C₆H₅CH₃) และ acetylene (C₂H₂) ที่ให้ค่า RRF เป็น 1.07 (เบี่ยงเบนไปเกิน 5%) กล่าวคือสมมุติถ้าว่าเราฉีด heptane (C₇H₁₆) 0.01 mmol แล้วได้พื้นที่พีคออกมา 1000000 หน่วย แต่พอเอา toluene จำนวน 0.01 mol (อะตอม C เท่ากัน) มาฉีด เราจะได้พื้นที่พีคออกมา 1070000 หน่วย
 

ในกรณีของสารประกอบที่มีอะตอม O เป็นองค์ประกอบนั้น เมื่อเทียบกับไฮโดรคาร์บอนที่มีจำนวนอะตอม C เท่ากันพบว่า ยิ่งสัดส่วนจำนวน O ในโมเลกุลเพิ่มขึ้นมากเท่าใด ค่า RRF ของสารจะยิ่งลดลงมากเท่านั้น อย่างเช่นในกรณีของ methane (CH₄) methanol (CH₃OH) และ formic acid (HCOOH) ที่มีค่า RRF เป็น 1.00 0.23 และ 0.01 ตามลำดับ
 

การที่สารประกอบไฮโดรคาร์บอนให้ค่า RRF ประมาณ 1 (หรือคลาดเคลื่อนไปไม่เกิน 5%) นั้นมันทำให้ง่ายในการวิเคราะห์ตรงที่เราสามารถใช้พื้นที่พีคเป็นตัวเปรียบเทียบจำนวนอะตอม C ของแต่ละพีคได้ ส่วนจะเป็นสารใดในจำนวนโมลเท่าใดนั้นก็ต้องเอาจำนวนอะตอม C ในโมเลกุลสารนั้นไปปรับค่าอีกที ตรงนี้มันทำให้ง่ายในการสร้าง calibration curve ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน คือทำให้เราไม่จำเป็นต้องสร้าง calibration curve สำหรับทุกสาร สร้างเพียงแค่ของสารใดสารหนึ่งพอ แล้วใช้ค่า RRF เป็นตัวปรับ เช่นเราอาจสร้าง calibration curve ของ ethane (C₂H₆ RRF = 0.97) ขึ้นมา ถ้าเราจะเอา curve นี้ไปใช้กับ ethylene (C₂H₄ RRF = 1.02) เราก็ต้องพื้นที่ calibration curve ของ ethane มาคูณด้วย 1.02/0.97 หรือ 1.05 ก่อน ก็จะได้ calibration curve สำหรับ ethylene (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือที่จำนวนโมลที่ฉีดเท่ากัน ethylene จะให้สัญญาณที่แรงกว่า ethane อยู่ 5%)
 

RRF มันบอกว่าถ้าเราเอาสารใดสารหนึ่งฉีดเข้า GC ในปริมาณหนึ่ง และถ้าเราเอาสารอีกชนิดหนึ่งมาฉีดเข้า GC ในปริมาณที่เท่ากัน (อย่างเช่นในกรณีของไฮโดรคาร์บอนคืออะตอม C เท่ากัน) พื้นที่พีคที่วัดได้ของทั้งสองสารนั้นจะออกมาประมาณเท่ากันแค่นั้นเอง
 

RRF มัน "ไม่ได้" บอกว่าถ้าเราเอาสารใดสารหนึ่งปริมาณ 1 หน่วยฉีดเข้า GC แล้วได้พื้นที่พีคออกมาในปริมาณหนึ่ง และถ้าเราเอาสารเดิมนั้นมาเพียงแค่ 0.001 หน่วย (หรือ 1 ใน 1000) มาฉีดเข้า GC เราจะต้องได้พื้นที่พีคออกมาเพียงแค่ 1 ใน 1000 ของพื้นที่พีคที่ได้จากการฉีดสารนั้นเข้าไป 1 หน่วย เพราะตรงนี้มันขึ้นอยู่กับ "linearity" ของตัวตรวจวัด ว่าความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารกับพื้นที่พีคที่ได้นั้น มีความสัมพันธ์ที่ประมาณได้ว่าเป็นเส้นตรงนั้น เป็นช่วงกว้างเท่าใด
 

จริงอยู่ที่ว่า FID นั้นมีการตอบสนองที่มี linearity ในช่วงกว้าง แต่จากประสบการณ์ส่วนตัวพบว่าเวลาทำงานกับสารอินทรีย์ที่ต้องทำการวิเคราะห์ในช่วงความเข้มข้นที่กว้างเมื่อใด จำเป็นต้องตรวจสอบ linearity ของ FID ทั้งในช่วงความเข้มข้นสูงและความเข้มข้นต่ำเสมอ และมักจะพบว่าถ้าได้ calibration curve ที่เป็นเส้นตรงสองเส้นที่มีค่าความชันแตกต่างกันนั้นก็ไม่ใช่เรื่องผิดปรกติเหนือความคาดหมาย ที่เคยเจอนั้น ที่ความเข้มข้นต่ำจะให้ค่าความชันที่สูงกว่าอยู่เรื่อยโดยเส้นตรงดังกล่าวจะมุ่งเข้าหาจุดตัดแกน ในขณะที่ช่วงความเข้มข้นสูงนั้นแม้ว่าจะประมาณว่าเป็นเส้นตรงได้ดี แต่เมื่อต่อเส้นตรงนั้นออกไปมักจะพบว่าจะไปตัดแกน y ที่ตำแหน่งเหนือจุดตัดแกนเป็นประจำ (ตอนทำ regression ต้องไม่นำเอาจุด (0,0) มาใช้คำนวณนะ) เรื่องการสร้าง calibration curve นี้ดูเพิ่มเติมได้ใน Memoir ปีที่ ๑ ฉบับที่ ๒๑ วันอังคารที่ ๙ ธันวาคม ๒๕๕๑ เรื่อง "ลากให้ผ่านหรือไม่ให้ผ่าน"
 

การที่ไม่ตรวจสอบ linearity ของตัว FID ว่ามันครอบคลุมช่วงที่ทำการวิเคราะห์หรือไม่นั้นอาจก่อให้เกิดปัญหาในการแปลผลได้ อย่างเช่นสมมุติว่าเราทำปฏิกิริยา catalytic cracking ของไฮโดรคาร์บอนตัวหนึ่ง เรานำสารตั้งต้นมาฉีดเข้า GC แล้วได้พื้นที่พีคออกมา 1000000 หน่วย (มีพีคปรากฏเพียงพีคเดียว) และเมื่อเรานำผลิตภัณฑ์มาฉีดเข้า GC พบว่ามีพีคปรากฏออกมาหลายพีค (ทั้งของสารตั้งต้นที่ยังไม่ทำปฏิกิริยา และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น) และเมื่อนำพื้นที่ของแต่ละพีคมาบวกรวมเข้าด้วยกันพบว่าเท่ากับพื้นที่พีคของสารตั้งต้นที่ฉีดเข้าไป (คือ 1000000 หน่วย) คำถามก็คือเราจะถือได้เลยไหมว่า จำนวนอะตอมคาร์บอนที่ออกมากับสายผลิตภัณฑ์นั้นเท่ากับจำนวนอะตอมคาร์บอนที่ป้อนเข้าไป หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือไม่มีสารตกค้างอยู่ในระบบ (เช่นเกิดเป็น coke ที่เป็นของแข็งเกาะสะสมอยู่ภายในระบบ)
 

สมมุติว่าในการวัดดังกล่าว พีคที่มีขนาดเล็กที่สุดมีพื้นที่ 10000 หน่วยหรือ 1 ใน 100 ของสารตั้งต้นที่ป้อนเข้าระบบ เราก็ควรทดลองฉีดสารตั้งต้นในปริมาณ 1 ใน 100 ของที่ใช้ในการทดลอง เพื่อที่จะดูว่าพีคที่ได้นั้นมีพื้นที่ลดลงเหลือเพียง 1 ใน 100 ของ 1000000 หน่วย (หรือ 10000 หน่วย) หรือไม่ ถ้าพบว่าเมื่อฉีดสารน้อยลงเหลือ 1 ใน 100 ส่วนแล้วได้พื้นที่พีคลงลงเหลือ 1 ใน 100 ส่วนด้วย นั่นก็แสดงว่าความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณกับความแรงของสัญญาณที่วัดได้นั้นยังคงประมาณได้ว่าเป็นเส้นตรงอยู่ (ค่า Response Factor หรือ RF คงที่) สัดส่วนของสารแต่ละตัวในสายผลิตภัณฑ์จะเทียบเท่ากับสัดส่วนพื้นที่พีคของสารนั้นเทียบกับพื้นที่พีคของสารตั้งต้นในสายป้อน แต่ถ้าพบว่าเมื่อฉีดสารเข้าไป 1 ใน 100 ส่วนกลับได้พื้นที่ออกมา 12000 หน่วย นั่นแสดงว่าที่ความเข้มข้นต่ำ ๆ นั้นค่า RF (พื้นที่ต่อความเข้มข้น) เพิ่มสูงขึ้น ดังนั้นการเอาพื้นที่พีคด้านขาออกมาบวกรวมเข้าด้วยกันโดยตรง โดยอิงจากค่า RF ที่ความเข้มข้นสูง จะทำให้ได้ปริมาณผลิตภัณฑ์ขาออกที่สูงเกินจริง

สำหรับวันนี้ ก็คงจะขอจบเพียงแค่นี้

ตรวจโครมาโทแกรม ก่อนอ่านต้วเลข (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๘๖) MO Memoir : Thursday 1 December 2559

จากประสบการณ์ทำงานกับเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ (Shimadza รุ่นเลข 8 14 และ 2014) พบว่า แม้ว่าจะมีการนำเอาคอมพิวเตอร์มาใช้ในการควบคุมการทำงาน บันทึกสัญญาณ และคำนวณขนาด (พื้นที่และ/หรือความสูง) พีคที่ได้ แต่วิธีที่ซอร์ฟแวร์ของเครื่องใช้นั้นยังอิงอยู่บน "การตัดกระดาษแล้วนำไปชั่งน้ำหนัก"
  

ใช่ว่าเทคนิค "การตัดกระดาษแล้วนำไปชั่งน้ำหนัก" จะใช้ไม่ได้ อันที่จริงถ้าเป็นพีคที่แยกออกเป็นอิสระต่อกันมันจะไม่มีปัญหาใด ๆ ปัญหามันจะเกิดเมื่อมีพีคเหลื่อมซ้อนทับกัน โดยการเหลื่อมซ้อนนั้นอาจมาในรูปแบบ 
   

(ก) เพียงแค่ส่วนหน้าของพีคหลังเหลื่อมซ้อนกับส่วนหลังของพีคหน้า (โดยส่วนท้ายของพีคหลังไม่ซ้อนทับกับส่วนท้ายของพีคหน้า) หรือ 
   

(ข) พีคหลังทั้งพีควางตัวอยู่บนส่วนหางของพีคหน้า (มักจะเป็นกรณีที่พีคหน้ามีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับพีคหลัง หรือพีคหน้าทีการลากหางที่ยาวมาก)
  

การหาพื้นที่ของพีคแต่ละพีคที่เหลื่อมซ้อนทับกันนี้ด้วยเทคนิค "การตัดกระดาษแล้วนำไปชั่งน้ำหนัก" นั้น ถ้าเป็นกรณี (ก) ก็จะใช้การหาตำแหน่งจุดที่สัญญาณวกกลับ แล้วก็ลากเส้นจากจุดนั้นลงมาในแนวดิ่งจนมาตัด base line (รูปที่ ๑) ในกรณีนี้พื้นที่ส่วนหางของพีคแรกจะกลายมาเป็นพื้นที่ของพีคหลัง และพื้นที่ส่วนหน้าของพีคหลังจะกลายเป็นพื้นที่ของพีคแรก
  

แต่ถ้าเป็นในกรณี (ข) ก็จะใช้การสร้างเส้นสัมผัสโค้งเพื่อบ่งบอกแนวส่วนหางของพีคแรก และพื้นที่พีคที่อยู่เหนือเส้นสัมผัสนี้จะแทนพื้นที่พีคที่สอง โดยความสูงของพีคที่สองจะวัดจากจุดสูงสุดของพีคที่สองนั้น ดิ่งลงมาจนถึงแนวเส้นสัมผัสนี้ (รูปที่ ๒)
  

ปัญหามันมักเกิดขึ้นถ้าการแยกนั้นมันก้ำกึ่งอยู่ตรงเกณฑ์การแบ่งว่าการซ้อนของพีคเป็นรูปแบบ (ก) หรือรูปแบบ (ข) และปัญหานี้มันเกิดได้ถ้าหากว่าพีคหน้านั้นมีขนาดใหญ่กว่าพีคหลัง ดังเช่นพีคตัวอย่างในรูปที่ ๓ ที่นำมาแยกแต่ละพีคให้ดูในรูปที่ ๑ และ ๒ จะเห็นว่าอันที่จริงแล้วพีคที่สอง (ที่เวลา 1.3 นาที) นั้นไม่ได้มีขนาดที่แตกต่างกันมากเลย แต่ด้วยวิธีการลากเส้นแบ่งพีคที่แตกต่างกัน ทำให้ความสูงของพีคที่สองที่เครื่องอินทิเกรเตอร์คำนวณได้นั้นมีขนาดแตกต่างกันถึง 3 เท่า และพื้นที่ก็แตกต่างกันถึง 7 เท่า (ผลการวิเคราะห์ได้จากเครื่อง GC และอินทิเกรเตอร์ยี่ห้อ Shimadzu) โดยความแตกต่างในการแบ่งพีคนี้ตัวเครื่องเองก็ระบุเอาไว้แล้วในคอลัมน์ถัดไป (คอลัมน์ MK ที่มักจะมีเครื่องหมาย S V หรือ T ปรากฏเมื่อมีปัญหาเรื่องการแบ่งพีค ส่วนนิยามของ S V หรือ T คืออะไรนั้นต้องไปดูจากคู่มือเครื่อง)
  

อันที่จริงเครื่องอินทิเกรเตอร์ของ Shimadzu ที่แลปเราใช้นั้น หลังการประมวลผลพีคเสร็จแล้วมันยังไม่ลบข้อมูลสัญญาณทิ้ง เราสามารถตรวจสอบวิธีการแบ่งพีคที่เครื่องทำให้ว่าเป็นที่พึงพอใจหรือไม่ ถ้าเห็นว่าไม่ถูกต้องเราก็สามารถทำการกำหนดวิธีการแบ่งพีคและทำการประมวลผลใหม่ได้ เรื่องนี้ก็มีการกล่าวไว้ในคู่มือเครื่อง (ที่ไม่มีใครอ่านกัน) 
   

แต่วิธีการที่ดีกว่าในการหาพื้นที่พีคที่ซ้อนทับกันคือการนำเอาค่าตัวเลขสัญญาณที่วัดได้ไปทำการประมวลผลใหม่ด้วยซอร์ฟแวร์อื่น (ถ้าหากสามารถดึงค่าตัวเลขสัญญาณออกมาเป็น text file ได้) เช่นโปรแกรม fityk

ต้อนรับเดือนสุดท้ายของปีนี้ด้วยเรื่องเบา ๆ แค่นี้ก่อน ด้วยรูปที่นำมาจากม้วนโครมาโทแกรมที่มีคนนำมาวางทิ้งไว้บนโต๊ะทำงานผมในห้องแลป

รูปที่ ๑ การแบ่งพีคเพื่อคำนวณพื้นที่และความสูงของพีคในกรณี (ก)

รูปที่ ๒ การแบ่งพีคเพื่อคำนวณพื้นที่และความสูงของพีคในกรณี (ข)

รูปที่ ๓ โครมาโทแกรมที่มีปัญหา ลองพิจารณาพื้นที่และความสูงของพีคที่เวลา 1.31 นาที เทียบระหว่างรูปบนและรูปล่าง จะเห็นว่าแม้ว่าพีคในรูปล่างจะมีขนาดเล็กกว่า แต่ก็ไม่ได้มีความสูงเหลือเพียงแค่ 1 ใน 3 หรือมีพื้นที่เพียงแค่ 1 ใน 7 ของพีคในรูปบน เหมือนดังค่าที่เครื่องอินทิเกรเตอร์รายงาน

เมื่อเพิ่มความดันอากาศให้กับ FID ไม่ได้ (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๘๒) MO Memoir : Monday 25 July 2559

Flame ionisation detector หรือที่เรียกย่อว่า FID นั้นต้องมีการจุดเปลวไฟไฮโดรเจนและอากาศ ปริมาณอากาศที่ใช้นั้นต้องเพียงพอที่จะทำให้เปลวไฟไฮโดรเจนลุกติดได้ต่อเนื่อง และเพียงพอสำหรับการเผาไหม้ตัวอย่างที่โผล่พ้นคอล้มน์นั้นได้อย่างสมบูรณ์ ถ้าหากอากาศไม่เพียงพอที่จะเผาไหม้ตัวอย่างได้สมบูรณ์ ความแรงของสัญญาณที่เห็นจะลดลง (เพราะจำนวนอนุมูลที่มีประจุที่เกิดลดลง) และสารอินทรีย์ที่หลงเหลือจากการเผาไหม้อาจตกค้างอยู่ที่ตัวตรวจวัด ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนออกมาอย่างต่อเนื่องได้
 

เครื่อง Shimadzu GC 8A ที่กลุ่มเราใช้นั้นเราตั้งความดันอากาศขาเข้าไว้ที่ 100 kPa และตั้งความดันไฮโดรเจนไว้ที่ 50 kPa ค่าเหล่านี้ได้มาจาการทดลองว่าเป็นค่าที่เหมาะสมกับตัวอย่างที่เราทำการวิเคราะห์ (คือทดลองเพิ่มปริมาณอากาศแล้วดูความแรงของสัญญาณที่ได้ จนได้สัญญาณแรงสุด แต่ถ้ามีอากาศมากเกินไป เปลวไฟจะดับได้ง่าย) แม้ว่าความแรงของสัญญาณนั้นจะไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงตามปริมาณอากาศที่ใช้ (อย่างเช่นปรกติใช้ที่ 100 kPa แต่ถ้าอยู่ในช่วง 95-105 kPa ก็จะไม่ค่อยเห็นความแตกต่างชัดเจน) แต่ถ้าปริมาณอากาศที่ใช้นั้นแตกต่างไปจากเดิมมาก (เช่นเดิมใช้ 100 kPa แต่ตอนหลังมาใช้เพียงแค่ 70 kPa หรือต่ำกว่า) เตรียมคาดหวังได้เลยว่าความแรงของสัญญาณที่เห็นนั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างมีนัยสำคัญ และนั่นหมายถึงการต้องสร้าง calibration curve เส้นใหม่ หรือทำการทดลองใหม่
 

เช้าวันนี้ได้รับโทรศัพท์จากสาวสวยผมยาวที่มีแฟนสาวแสนหล่อบอกว่าไม่สามารถเพิ่มความดันอากาศให้กับ FID ได้ (คือเพิ่มได้เพียงแค่ 65 kPa แทนที่จะเป็น 100 kPa) และทราบจากรุ่นน้องที่ทำการทดลองก่อนหน้านี้ว่ามีอาการอย่างนี้มาสักพักแล้ว ก็เลยลงไปตรวจสอบกันดู ผลการตรวจสอบพบว่าปัญหาอยู่ที่ท่อบรรจุ silica gel ที่ใช้ดักความชื้นออกจากอากาศนั้นเกิดการอุดตัน โดยมีเม็ด silica gel เข้าไปอุดในรูท่อด้านขาออก พอทะลวงเอาเม็ด silica gel ที่อุดตันอยู่ออกไป ก็สามารถเพิ่มความดันให้กับ FID ให้เป็น 100 kPa ได้เหมือนเดิม
 

รูปที่ ๑ ท่อที่ใช้บรรจุ silica gel จับความชื้นจากอากาศที่ไหลเข้า FID พบว่ามีอนุภาค silica gel เข้าไปอุดตันทางรูท่อด้านขาออก ต้องใช้ตะปูตัวเล็กแยงลงไปแล้วตอกเบา ๆ
 

ถ้าอ่านมาจนถึงจุดนี้หวังว่าคงรู้ตัวแล้วนะว่าใครบ้างที่ต้องมาทำการทดลองใหม่

เรื่องที่สองที่ต้องขอย้ำในที่นี้คือข้อต่อและท่อที่ใช้กับเครื่อง GC ของ Shimadzu นั้นเป็นท่อระบบ "มิลลิเมตร" ในขณะที่ท่อและข้อต่อของอุปกรณ์ตัวอื่นแลปเรานั้นเป็นระบบ "นิ้ว" ดังนั้นเวลาที่เราต่อท่อระหว่าง air compressor (หรือถังแก๊สใด ๆ) เข้าเครื่อง GC นั้นเราจำเป็นต้องมี union เชื่อมระหว่างท่อ 1/8 นิ้วด้านขาออกจาก air compressor (หรือถังแก๊สใด ๆ) เข้ากับท่อ 3 mm เข้าเครื่อง GC และจะว่าไปแล้วที่ตัว nut และ union สำหรับท่อมิลลิเมตรและท่อนิ้วของ Sagelok นั้นมันไม่เหมือนกัน คือถ้าเป็นสำหรับระบบมิลลิเมตรมันจะมีการบากเป็นไหล่เว้าเข้าไป ในขณะที่ถ้าเป็นสำหรับระบบนิ้วจะไม่มีการทำไหล่ดังกล่าว (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ)
 

ตัวที่แสดงในรูปนั้นเป็นตัวสำรองที่เรามีอยู่ ส่วนตัวเดิมที่ถูกถอดออกไปตอนที่มีการดัดแปลงระบบท่อเพื่อติดตั้งวาล์วเพิ่มเติมนั้นตอนนี้อยู่ที่ไหนก็ไม่รู้ หวังว่าคนที่ถอดออกไปจะช่วยกลับมาค้นหาให้หน่อยนะ เพราะจำเป็นต้องแยกเก็บ ไม่เช่นนั้นอาจมีการเผลอนำไปใช้ผิดที่ได้

รูปที่ ๒ ข้อต่อที่ใช้เชื่อมต่อท่อระบบนิ้วและระบบมิลลิเมตรเข้าด้วยกันของ Swagelok ด้านซ้ายเป็นท่อ 3 mm ส่วนด้านขวาเป็นท่อ 1/8 นิ้ว ข้อต่อสำหรับท่อมิลลิเมตรนั้นจะมีการบากเป็นไหล่อยู่ตรงตัว nut และตัว fitting เอง ในขณะที่ข้อต่อท่อนิ้วนั้นจะราบเรียบ

และเรื่องสุดท้ายที่จะฝากไว้ในวันนี้คือตัว air compressor ที่เราใช้ป้อนอากาศให้ FID นั้นมันมีถังเก็บอากาศอยู่ อากาศที่ผ่านการอัดนั้นจะมีไอน้ำควบแน่นเกิดขึ้น และน้ำที่ควบแน่นก็จะสะสมอยู่ในถังเก็บอากาศนี้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการระบายน้ำทิ้งที่สะสมอยู่ในถังเก็บอากาศนี้เป็นระยะ (ความถี่ในการระบายขึ้นอยู่กับการใช้งาน) สำหรับ air compressor ตัวที่ใช้กับเครื่อง GC ที่เป็นปัญหานี้ดูเหมือนว่าจะไม่ได้มีการระบายน้ำทิ้งมาเป็นปี ดังนั้นพอเช้าวันนี้ตอนที่ตรวจหาปัญหาก็ได้ทำการระบายน้ำทิ้ง ปรากฏว่าได้น้ำสนิมออกมาราว ๆ หนึ่งถาดครึ่งได้ (น่าจะอยู่ราว ๆ ๑ - ๒ ลิตร) การระบายน้ำทิ้งทำได้ด้วยการเปิดวาล์วตัวที่อยู่ข้างใต้ถังเก็บอากาศ (ดูรูปที่ ๓ ประกอบ) ยกตัว air compressor ขึ้น เอาถาดรองน้ำรองข้างล่าง แล้วค่อย ๆ คลายวาล์วออกทีละช้า ๆ (เพราะถ้ามีน้ำอยู่เยอะ น้ำจะพุ่งออกมาแรง) พอรู้สึกว่ามีอากาศรั่วออกมาก็วางลงราบกับพื้นเพื่อให้น้ำไหลออก ในช่วงเวลานี้ถ้าข้างในมีสนิมเยอะมันจะอุดตันรูระบายน้ำ ทำให้น้ำหยุดไหลได้ ก็ให้เปิดวาล์วระบายน้ำเพิ่มขึ้นอีก ทำจนกว่าจะระบายน้ำออกหมด วาล์วตัวนี้ปรกติจะใช้มือหมุนได้ แต่ถ้าพบว่ามันแน่นมากก็ให้ใช้คีมจับและค่อย ๆ หมุนเปิดช้า ๆ

รูปที่ ๓ วาล์วระบายน้ำทิ้ง (ในกรอบสี่เหลี่ยมสีเหลือง) ที่อยู่ข้างใต้ถังเก็บอากาศของ air compressor การระบายน้ำให้หมุนคลายนอต (ตรงลูกศรสีส้มชี้) ออกทีละน้อย ๆ

ผลกระทบของน้ำที่มีต่อการวัดคาร์บอนไดออกไซด์ ตอนที่ ๓ (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๗๖) MO Memoir 2558 Nov 26 Thu

สิ่งหนึ่งที่พบระหว่างการสร้าง calibration curve ของ CO₂ ก็คือน้ำที่สะสมอยู่ในคอลัมน์ที่เราใช้วิเคราะห์นั้นส่งผลให้ขนาดพีค CO₂ ลดลง ผลกระทบนี้เห็นได้ชัดเมื่อความเข้มข้น CO₂ ในตัวอย่างนั้นต่ำมาก ดังเช่นรูปที่ ๑ และรูปที่ ๒ ที่เป็นการฉีดตัวอย่างเดียวกันที่ปริมาตรเท่ากัน จะเห็นว่าเมื่อทำการไล่น้ำที่ค้างอยู่ในคอลัมน์ออกไป พื้นที่พีค CO₂ ที่ได้นั้น (รูปที่ ๒) เพิ่มขึ้นมาประมาณเท่าตัวก่อนการไล่น้ำ (รูปที่ ๑) ดังนั้นจึงจำเป็นที่เราต้องหาอุณหภูมิการทำงานของคอลัมน์ที่ไม่เกิดผลกระทบจากน้ำ และอุณหภูมิต่ำสุดที่พบว่าสำหรับคอลัมน์ที่เราใช้นั้นจะไม่เกิดผลกระทบจากน้ำคือที่ประมาณ 230ºC
  

เรื่องถัดมาที่ต้องพิจารณาคือความสัมพันธ์ระหว่างความแรงสัญญาณกับปริมาณ CO₂ ในตัวอย่าง จากการฉีดตัวอย่างปริมาตรต่าง ๆ กันพบว่าค่าที่ปริมาตรใดปริมาตรหนึ่งนั้นใกล้เคียงกัน (แสดงว่าการฉีดตัวอย่างมีความน่าเชื่อถือในระดับที่สูง) แต่ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่พีคที่วัดได้กับปริมาณ CO₂ นั้นไม่ใช่เส้นตรง ดังนั้นการสร้าง calibration curve จึงควรต้องมีจุดข้อมูลที่ปริมาณ CO₂ ต่าง ๆ กันหลายจุด ตัวอย่างผลการวิเคราะห์ที่ได้จากการฉีดตัวอย่างความเข้มข้นสูง (1.0 mol/l) แสดงไว้ในรูปที่ ๒-๕ แต่ช่วงความเข้มข้นที่เราจะวัดนั้นจะต่ำกว่านี้อีกประมาณ 10 เท่า
 

รูปที่ ๖ และ ๗ เป็นตัวอย่างผลการวัดที่ได้จากการฉีดตัวอย่างความเข้มข้นต่ำ (0.1 mol/l) พบว่าพีคที่เครื่องอินทิเกรเตอร์พิมพ์ออกมานั้นมีขนาดเล็กมาก และแม้ว่าจะพยายามปรับแต่งพารามิเตอร์การระบุพีคของเครื่องให้อ่านพีคขนาดเล็กแล้วก็พบว่าเครื่องยังไม่สามารถอ่านได้ ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีการดึงเอาข้อมูลที่วัดได้ออกมาและทำการประมวลผลใหม่ด้วยโปรแกรม fityk 0.9.8 (วิธีการดึงข้อมูลออกจากเครื่องอินทิเกรเตอร์อยู่ใน Memoir ปีที่ ๘ ฉบับที่ ๑๘๓ วันพุธที่ ๑๔ กรกฎาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "การบันทึกโครมาโทแกรมลงแผ่นดิสก์")
  

อีกประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจก็คือแม้ว่าพื้นที่พีคที่พิจารณาจากรูปร่างของพีคนั้นดูใกล้เคียงกัน แต่ค่าพื้นที่พีคที่เครื่องอินทิเกรเตอร์คำนวณออกมาให้นั้นแตกต่างกันมาก สาเหตุคาดว่าเกิดจากการกำหนดตำแหน่งสิ้นสุดของพีคที่เปลี่ยนแปลงไปตามการ drift ของ base line เพราะจากการทดสอบเมื่อวาน (ผลอาจนำมาแสดงในตอนต่อไป) พบว่าค่าพื้นที่ที่คำนวณได้จากการใช้โปรแกรม fityk (โดยกำหนดจุดเริ่มเกิดพีคและจุดสิ้นสุดพีคที่ตำแหน่งเดียวกัน) นั้นออกมาใกล้เคียงกัน แม้ว่าเครื่องอินทิเกรเตอร์จะคำนวณค่าออกมาแตกต่างกันมาก

สารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 0.1 mol/l ปริมาตร 0.3 microlitre เมื่อสลายตัวจะให้แก๊ส CO₂ 0.015 micromol ถ้าเราเก็บแก๊สตัวอย่างมาเป็นปริมาตร 2 ml ที่ 28ºC 1 atm จำนวนโมลของแก๊สนี้ก็คือ 80.984 micromol ดังนั้นถ้าแก๊สตัวอย่างนี้มี CO₂ อยู่ 0.015 micromol ความเข้มข้นของ CO₂ ในแก๊สตัวอย่างดังกล่าวก็จะเท่ากับ 0.0185 mol% หรือ 185 ppm
 

แต่ถ้าเราเปลี่ยนปริมาตรแก๊สตัวอย่างที่จะเก็บมาวิเคราะห์เป็น 2.5 ml (เต็มความจุของเข็ม syringe ที่มีอยู่) จำนวนโมลของแก๊สนี้ก็คือ 101.23 micromol ดังนั้นถ้าแก๊สตัวอย่างนี้มี CO₂ อยู่ 0.015 micromol ความเข้มข้นของ CO₂ ในแก๊สตัวอย่างดังกล่าวก็จะเท่ากับ 0.0148 mol% หรือ 148 ppm และนี่คือขอบเขตต่ำสุดที่อุปกรณ์ที่เรามีอยู่ในขณะนี้ที่พอจะวัดได้
 

รูปที่ ๑ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 1.0 mol/l ปริมาตร 0.3 microlitre ในช่วงบ่ายวันศุกร์ที่ ๒๐ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (ก่อนทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ โดยคงอุณหภูมิคอลัมน์ไว้ที่ 210ºC)
  

รูปที่ ๒ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 1.0 mol/l ปริมาตร 0.3 microlitre ในช่วงบ่ายวันจันทร์ที่ ๒๓ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ โดยคงอุณหภูมิคอลัมน์ไว้ที่ 210ºC) จะเห็นว่าพื้นที่พีคที่ได้นั้นเพิ่มสูงขึ้นกว่าของรูปที่ ๑ ประมาณเท่าตัว

รูปที่ ๓ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 1.0 mol/l ปริมาตร 0.5 microlitre ในช่วงบ่ายวันจันทร์ที่ ๒๓ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ โดยคงอุณหภูมิคอลัมน์ไว้ที่ 210ºC)
 

รูปที่ ๔ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 1.0 mol/l ปริมาตร 0.3 microlitre ในช่วงบ่ายวันอังคารที่ ๒๔ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ และเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์เป็น 230ºC)
 

รูปที่ ๕ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 1.0 mol/l ปริมาตร 0.7 microlitre ในช่วงเช้าวันอังคารที่ ๒๔ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ และเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์เป็น 225ºC)

รูปที่ ๖ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 0.1 mol/l ปริมาตร 0.3 microlitre ในช่วงบ่ายวันอังคารที่ ๒๔ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ และเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์เป็น 225ºC)
  

รูปที่ ๗ โครมาโทแกรมการฉีดสารละลาย NaHCO₃ เข้มข้น 0.1 mol/l ปริมาตร 0.5 microlitre ในช่วงบ่ายวันอังคารที่ ๒๔ พฤศจิกายน ๒๕๕๘ (หลังทำการไล่น้ำจากคอลัมน์ และเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์เป็น 225ºC)