การใช้ระบบแก๊สสำหรับเครื่อง GC-MS, ICP, และ AAS
เครื่องมือวิเคราะห์ทางเคมี เช่น GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry), ICP (Inductively Coupled Plasma), และ AAS (Atomic Absorption Spectroscopy) มีความจำเป็นต้องใช้ระบบแก๊สที่มีคุณภาพสูงเพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้ การเลือกใช้แก๊สที่เหมาะสม การติดตั้ง และการบำรุงรักษาระบบแก๊สจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือวิเคราะห์
แก๊สที่ใช้สำหรับเครื่องวิเคราะห์แต่ละประเภท
แก๊สสำหรับ GC-MS
GC-MS เป็นเทคนิคที่ใช้แยกและวิเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ โดยต้องใช้แก๊สพา (Carrier Gas) และแก๊สเสริม (Supporting Gases) เพื่อช่วยในการทำงาน
- Carrier Gas (แก๊สพา)
- ฮีเลียม (He) – เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเนื่องจากเป็นแก๊สเฉื่อยและมีความสามารถในการแยกสารสูง
- ไฮโดรเจน (H₂) – เป็นตัวเลือกที่ถูกกว่าฮีเลียม และมีความเร็วในการไหลสูงขึ้น แต่ต้องใช้ความระมัดระวังเพราะเป็นแก๊สไวไฟ
- ไนโตรเจน (N₂) – ใช้ในบางกรณี แต่ประสิทธิภาพในการแยกสารต่ำกว่าฮีเลียม
- Supporting Gases
- อาร์กอน (Ar) หรือ ไนโตรเจน (N₂) – ใช้เป็นแก๊สสำหรับตัวตรวจจับบางประเภท เช่น Ionization Detector
แก๊สสำหรับ ICP (Inductively Coupled Plasma)
ICP ใช้สำหรับการวิเคราะห์ธาตุโลหะหนัก โดยต้องใช้แก๊สที่ช่วยให้เกิดพลาสมาและแก๊สพิเศษอื่น ๆ
- แก๊สหลักที่ใช้ใน ICP
- อาร์กอน (Ar) – เป็นแก๊สหลักที่ใช้สร้างพลาสมาความร้อนสูง (> 6,000°C) เพื่อแตกตัวธาตุและทำให้เกิดการเปล่งแสง
- ออกซิเจน (O₂) หรือ อากาศอัด (Compressed Air) – ใช้ในบางกรณีเพื่อกำจัดคาร์บอนหรือป้องกันการเกิดคราบสกปรกในระบบ
แก๊สสำหรับ AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)
AAS ใช้สำหรับตรวจวัดปริมาณโลหะในตัวอย่างโดยอาศัยหลักการดูดกลืนแสงของอะตอมในสถานะอิสระ
- แก๊สที่ใช้สำหรับ AAS
- แอเซทิลีน (C₂H₂) – เป็นแก๊สเชื้อเพลิงหลักที่ใช้ในการเผาไหม้เพื่อสร้างเปลวไฟ
- ไนตรัสออกไซด์ (N₂O) – ใช้เป็นตัวเสริมการเผาไหม้สำหรับธาตุที่ต้องใช้พลังงานสูง
- อากาศอัด (Compressed Air) – ใช้เป็นแก๊สออกซิไดซ์ช่วยให้เปลวไฟเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและใช้งานระบบแก๊ส
- ความบริสุทธิ์ของแก๊ส
- ควรใช้แก๊สที่มีความบริสุทธิ์สูง (Ultra High Purity, UHP) เพื่อป้องกันสิ่งปนเปื้อนที่อาจส่งผลต่อผลการวิเคราะห์
- ตัวอย่างเช่น ฮีเลียม UHP 99.999% หรือ อาร์กอน 99.999%
- ระบบท่อส่งแก๊ส
- ควรใช้ท่อสแตนเลส (Stainless Steel Tubing) สำหรับแก๊สที่ต้องการความบริสุทธิ์สูง
- หลีกเลี่ยงการใช้ท่อพลาสติกหรือทองแดงที่อาจทำให้เกิดการปนเปื้อน
- ระบบควบคุมแรงดัน
- ควรใช้ Regulator ที่เหมาะสมกับชนิดของแก๊สและความดันที่ต้องการ
- ควรมีตัวกรองป้องกันสิ่งสกปรกที่อาจเข้าไปในเครื่องมือวิเคราะห์
- การเก็บรักษาถังแก๊ส
- ควรเก็บถังแก๊สในที่ที่มีการระบายอากาศดีและปลอดภัย
- ห้ามวางถังแก๊สใกล้ความร้อนหรือเปลวไฟ
- มาตรการความปลอดภัย
- ตรวจสอบการรั่วไหลของแก๊สอย่างสม่ำเสมอโดยใช้สารละลายสบู่หรือตัวตรวจจับแก๊ส
- ควรติดตั้งระบบระบายอากาศที่เหมาะสมเพื่อลดความเสี่ยงของการสะสมแก๊สอันตราย
สรุป
การใช้ระบบแก๊สสำหรับ GC-MS, ICP และ AAS ต้องเลือกแก๊สที่มีคุณภาพสูง ติดตั้งระบบที่ปลอดภัย และดูแลรักษาอุปกรณ์ให้เหมาะสมเพื่อให้เครื่องมือทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้ผลวิเคราะห์ที่แม่นยำ การปฏิบัติตามมาตรฐานด้านความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญเพื่อลดความเสี่ยงในการทำงานกับแก๊สในห้องปฏิบัติการ
