ในปัจจุบันนี้ได้มีการนำเทคนิคหลายอย่างมาใช้สำหรับวิเคราะห์หาองค์ประกอบต่าง ๆ ที่มีอยู่ ในสารที่เราสนใจ ซึ่ง GC-MS ก็เป็นเทคนิคหนึ่งที่เริ่มนิยมนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ในขณะนี้ เนื่องจากเป็นวิธีที่สามารถทำนายชนิดขององค์ประกอบที่มีอยู่ในสารได้อย่างค่อน ข้างแม่นยำโดยอาศัยการเปรียบเทียบ fingerprint ของเลขมวล(mass number) ของสาร ตัวอย่างนั้น ๆ กับข้อมูลที่มีอยู่ นอกจากนี้เทคนิคนี้ยังมีความสามารถในการวิเคราะห์ได้ทั้งใน เชิงปริมาณ (quantitative analysis) และ เชิงคุณภาพ (qualitative analysis) ได้อย่าง ถูกต้อง
|
ก่อนที่จะกล่าวถึงเรื่องของ GC-MS นั้น ต้องขออธิบายให้เข้าใจก่อนว่า GC-MS เป็นเครื่องมือ ที่ประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนของเครื่อง GC(Gas chromatography) ซึ่งเป็นส่วนที่ ทำหน้าที่ในการแยกองค์ประกอบของสารที่มีอยู่ในตัวอย่างให้ออกมาทีละองค์ประกอบ ก่อนที่จะเข้าสู่ detector และ อีกส่วนคือ เครื่อง MS (Mass spectrometry) ซึ่งจะทำ หน้าที่เป็น detector ในการตรวจสอบดูว่า องค์ประกอบต่าง ๆ ที่ผ่านออกมาจากเครื่อง GC นั้น มีเลขมวล (mass number) เป็นเท่าไร เพื่อที่จะได้สามารถทำนายได้ว่า สารที่ เราสนใจอยู่นั้นประกอบด้วยองค์ประกอบชนิดใดบ้าง และมีปริมาณเท่าไร ต่อจากนี้จะ ขอกล่าวถึงรายละเอียดของเครื่อง GC ดังนี้ คุณสมบัติของเครื่อง GC GC เป็นเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการแยก องค์ประกอบต่าง ๆ ของสารที่เราสนใจซึ่งเทคนิคนี้เหมาะ ที่จะใช้กับสารที่มีคุณสมบัติพิเศษ คือ สามารถระเหยกลายเป็น gas ได้เมื่อถูกความร้อน และกลไกที่ใช้ในการแยกองค์ประกอบต่าง ๆ ในสารตัวอย่างจะอาศัยหลักของความชอบ ที่แตกต่างกันขององค์ประกอบในตัวอย่างที่มีต่อ phase 2 phase คือ stationary phase และ mobile phase ซึ่งผู้อ่านคงจะเข้าใจถึงหน้าที่ของทั้ง 2 phase ดีอยู่แล้ว จึงไม่ขอกล่าวในรายละเอียด องค์ประกอบที่สำคัญของเครื่อง GC สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วนคือ 1. Injector 2. Oven 3. Detector
|
Injector คือ ส่วนที่สารตัวอย่างจะถูกฉีดเข้าสู่เครื่อง และระเหยเป็น gas พร้อมกับถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ก่อนที่จะเข้าสู่ column อุณหภูมิที่เหมาะสมของ injector ควรเป็นอุณหภูมิที่สูงพอที่จะทำให้สาร ตัวอย่างสามารถระเหยได้แต่ต้องไม่ถูกทำให้สลายตัว(decompose)
Oven คือ ส่วนที่ใช้สำหรับบรรจุ column เอาไว้ และเป็นส่วนที่ควบคุมอุณหภูมิของ column ให้เปลี่ยนไป ตามความเหมาะสมกับสารที่ถูกฉีด ซึ่งอุณหภูมิของ oven นั้นจะสามารถปรับเปลี่ยนได้ 2 แบบ คือ isocratic temperature และ gradient temperature แล้วแต่ความต้องการของผู้วิเคราะห์ ข้อดีของการทำ gradient temperature คือสามารถใช้กับสารตัวอย่างที่มีจุดเดือดกว้าง (wide boiling range) และยังช่วยลดเวลาในการวิเคราะห์ลงได้อีกด้วย (analysis time) Detector คือ ส่วนที่จะใช้สำหรับตรวจวัด องค์ประกอบที่มีอยู่ในสารตัวอย่าง ดูว่าสารที่เราสนใจนั้น มีปริมาณอยู่เท่าไร ซึ่งความสามารถของการตรวจวัดนั้นจะขึ้นอยู่กับชนิดของ detector ที่เลือกใช้ ชนิดของ detector ที่ใช้กับเครื่อง GC นั้นมีอยู่หลายอย่าง เช่น
- Thermal Conductivity Detector
- Flame Ionization Detector
- Electron Capture Detector
- Mass Spectrometry
คุณสมบัติของเครื่อง MS MS เป็น detector ที่ใช้ตรวจวัดองค์ประกอบที่มีอยู่ในสารตัวอย่างโดยอาศัยกลไกคือ โมเลกุลของ องค์ประกอบที่ถูกแยกออกมาจากสารตัวอย่างโดยเครื่อง GC นั้นจะถูก ionize ในสภาวะที่เป็น สุญญากาศ แล้วตรวจวัดออกมาเป็นเลขมวล (mass number) เทียบกับข้อมูลอ้างอิง แล้ว แปลผลออกมาเป็นชื่อขององค์ประกอบนั้น ๆ การทำงานของเครื่อง GC-MS เมื่อเตรียมตัวอย่างสารเสร็จเรียบร้อยก็นำมาฉีดเข้าทาง injector ของเครื่อง GC จากนั้นสารก็จะถูก แยกออกเป็นองค์ประกอบต่าง ๆ เมื่อผ่านเข้าสู่column ที่อยู่ใน oven แต่มีข้อกำหนดอยู่ว่า ตัวอย่าง ที่จะนำมาฉีดนั้นจะต้องเป็นสารละลายใสไม่มีตะกอน จากนั้นองค์ประกอบใดที่ถูกแยกออกมา จาก column ก่อนก็จะผ่านเข้าไปในส่วนของเครื่อง MS ซึ่งมีสภาวะเป็นสุญญากาศก่อน แล้วเข้า ไปเจอกับ ion source ซึ่งจะทำหน้าที่ ionize โมเลกุลที่ผ่านเข้ามาให้กลายเป็นประจุจากนั้นประจุ เหล่านี้ก็จะเดินทางผ่านเครื่องคัดเลือกและแยกแยะขนาดของประจุ (mass analyzer) ดูว่าประจุ เหล่านั้นประกอบไปด้วยขนาดมวลเท่าใดบ้าง ก่อนที่จะเดินทางเข้าสู่เครื่องตรวจวัดปริมาณประจุ (detector) เพื่อตรวจหาปริมาณของประจุแล้วแปลผลออกมาเป็นปริมาณขององค์ประกอบแต่ละ ตัวที่มีอยู่ในสารตัวอย่างนั้น ๆ
ข้อดีของเครื่อง GC-MS 1. สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งแบบทั่วไปและแบบเฉพาะเจาะจง 2. ให้ sensitivity ที่สูง 3. สามารถบ่งชี้ถึงชนิดขององค์ประกอบที่มีอยู่ในสารตัวอย่างได้ 4. สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งในเชิงปริมาณและเชิง คุณภาพ ข้อเสียของเครื่อง GC-MS 1. ราคาแพง 2. ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเครื่องสูง เอกสารอ้างอิง 1. แม้น อมรสิทธิ์. Principles and Techniques of Instrumental Analysis. 2. Pecsok. Modern Methods of Chemical Analysis. 3. Christian G.D. and Reilly J.E.O'. Instrumental Analysis. 2ndEdition
|