มาเลือกใช้เครื่อง GC-MS กันให้เหมาะกับงานวิเคราะห์กันเถอะ
ในปัจจุบันเครื่องแมสสเปคโตรมิเตอร์ที่ต่อพ่วงกับ Gas Chromatography (GC) มีด้วยกันหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็เหมาะสมกับงานที่แตกต่างกัน วันนี้ทางผู้เขียนจึงขออาสา แนะแนวทางการเลือกใช้แมสอนาไลเซอร์ของผู้ผลิตจาก Thermo Scientific ประเทศสหรัฐอเมริกา
Single Quadrupole
ส่วนในการแยกมวล (Mass Analyzer) เป็นแท่งโลหะสี่แท่งวางตามแนวเส้นทแยงมุม (Quadrupole) จำนวน 1 ชุด ทำหน้าที่คัดมวลที่ต้องการวิเคราะห์ให้สามารถผ่านไปได้จนถึงตัวตรวจวัดเพื่อขยายสัญญาณและบันทึกผล
โหมดในการวิเคราะห์สามารถเลือกได้ทั้งตลอดช่วงมวล (Full scan) และแบบเลือกจำเพาะเจาะจง (Selected Ion Monitoring, SIM) ได้ การนำไปใช้งานสามารถนำไปวิเคราะห์สารได้ทั้งการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ หรือ เชิงปริมาณ พร้อมทั้งสามารถทำงานคัดกรองตัวอย่างได้โดยไม่จำเป็นต้องมีสารมาตรฐาน เนื่องจากมีฐานข้อมูลของสเปคตรัมให้สามารถเปรียบเทียบและรายงานความน่าจะเป็นได้ ทำให้การวิเคราะห์มีความหลากหลายมากยิ่งขึ้น
Triple Quadrupole
ส่วนในการแยกมวล (Mass Analyzer) เป็นแท่งโลหะสี่แท่งวางตามแนวเส้นทแยงมุม (Quadrupole) จำนวน 3 ชุด (Triple Quadrupole) โดย Quadrupole ชุดที่ 1 และ ชุดที่ 3 ทำหน้าที่แยกประจุ ส่วน Quadrupole ชุดที่ 2 ทำหน้าที่ในการแตก fragment สารตัวอย่างอีกครั้ง ผลที่ได้จากการวิเคราะห์นอกเหนือจากการวิเคราะห์เชิงคุณภาพแล้วยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการวิเคราะห์เชิงปริมาณให้ดียิ่งขึ้นด้วยเพราะการแตก fragment เป็นการเพิ่มความจำเพาะเจาะจงต่อสารนั้นๆ
โหมดในการวิเคราะห์สามารถเลือกได้ทั้งตลอดช่วงมวล (Full scan) แบบเลือกจำเพาะเจาะจง (Selected Ion Monitoring, SIM) และแบบแตก fragment เพื่อเพิ่มความจำเพาะเจาะจง (Selected Reaction Monitoring, SRM) เพื่อลดโอกาสที่อาจเกิดการผิดพลาดได้หากวิเคราะห์เพียงแค่ SIM การประยุกต์ใช้สามารถนำไปใช้กับการวิเคราะห์สารพิษที่ปนเปื้อนในอาหาร สิ่งแวดล้อม หรือสารปนเปื้อนที่ตกค้างในกระบวนการผลิตต่างๆ ได้
เป็นอย่างดี
ส่วนในการแยกมวล (Mass Analyzer) เป็นชนิด Orbitrap ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ล่าสุด ทำงานโดยให้ไอออนของสารตัวอย่างวิ่งรอบอิเล็กโทรดของ Orbitrap ที่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้าและมีสนามแม่เหล็กอยู่ ไอออนที่มีขนาดมวลหรือประจุที่ต่างกัน จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วและโมเมนตัมเชิงมุมที่ต่างกัน (อ่านเพิ่มเติม รู้จักเทคโนโลยี FT-ICR) จากนั้นจะถูกบันทึกผลในรูปแบบของ Induction Decay แล้วแก้สมการด้วย Fourier Transform เพื่อออกมาเป็นค่า m/z
การแยกมวลชนิด Orbitrap เป็นการแยกมวลที่สามารถวิเคราะห์ได้ในระดับ High resolution, Accurate mass จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับงานด้านความปลอดภัย สารอันตราย ในสิ่งแวดล้อม ทั้งการวิเคราะห์เชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ
ส่วนในการแยกมวล (Mass Analyzer) ทำหน้าที่แยกมวลโดยการเร่งให้ประจุผ่านสนามไฟฟ้าแล้วผ่านสนามแม่เหล็ก เมื่อประจุผ่านสนามแม่เหล็กแล้วจะเกิดการหักเหที่แตกต่างกันทำให้สามารถแยกมวลได้ในระดับ High resolution, Accurate mass การประยุกต์ใช้งาน Magnetic Sector Mass Spectrometer สามารถนำไปวิเคราะห์ได้หลากหลายแอพพลิเคชั่น แต่เนื่องจากเครื่องชนิดนี้มักมีขนาดใหญ่ และราคาสูง ดังนั้นจึงมักถูกใช้กับงานวิเคราะห์เฉพาะทางเช่น วิเคราะห์สารไดอ๊อกซิน (dioxins) ฟิวแรน (Furans) สารมลพิษที่ตกค้างยาวนาน (Persistent Organic Pollutants, POPs) ในอาหารและสิ่งแวดล้อม
เป็นอย่างไรบ้างค่ะสำหรับรายละเอียดคร่าวๆของแมสอนาไลเซอร์ในแต่ละชนิด หวังว่าผู้อ่านทุกท่านน่าจะพอมีไอเดียในการเลือกใช้นะคะ อย่างไรก็ตามในท้องตลาดยังมีแมสอนาไลเซอร์อีกรุ่นหนึ่งคือ
Time-of-Flight
ส่วนในการแยกมวล (Mass Analyzer) สามารถแยกมวลได้โดยเร่งให้ประจุด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้า ประจุที่มีมวลมาจะใช้เวลาในการเดินทางสู่ตัวตรวจวัดได้ช้ากว่า ยิ่งระยะทางจากจุดเริ่มต้นจนจึงตัวตรวจวัดยาวมากขึ้นก็จะทำให้การแยกมวลเกิดขึ้นได้ดีขึ้นเช่นเดียวกัน การแยกมวลด้วยหลักการนี้สามารถวิเคราะห์มวลได้ในระดับ High resolution, Accurate mass และมีความไวในการแยกมวล จึงเหมาะกับการวิเคราะห์ที่ต้องการความไวในการเก็บข้อมูล เช่น GCxGC สำหรับวิเคราะห์น้ำมันหอมระเหย เป็นต้น
TOF เป็นแมสอนาไลเซอร์ที่จัดเป็นระบบ Accurate Mass เช่นเดียวกับ Magnetic Sector และ Orbitrap แต่ทว่า TOF ค่อนข้างไวต่ออุณหภูมิ ทำให้ต้องทำการสอบเทียบอยู่บ่อยครั้ง และความไวในการวัดมวลสารค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับ Orbitrap และ Quadrupole และมีความละเอียดของการแยกมวลสารที่ต่ำกว่า Orbitrap