วันนี้เรามาทำความรู้จักกับเทคนิค OEA analyzer กันค่ะ 

ORGANIC ELEMENTAL ANALYZER หรือที่รู้จักกันดีในชื่อของ CHNS/O ANALYZER ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์หาปริมาณธาตุ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ในตัวอย่าง ด้วยเทคนิค สันดาปที่ใช้อ๊อกซิเจนเป็นตัวอ๊อกซิแดนท์ ส่วนการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุ อ๊อกซิเจน จะใช้เทคนิคไพโรไลซิส ซึ่งเป็นการสันดาปโดยไม่ใช้อ๊อกซิเจนแทน

หลักการทำงาน 

เริ่มจากชั่งตัวอย่างที่ทราบน้ำหนักแน่นอน ประมาณ 2-3 มิลลิกรัม ลงบนแผ่นดีบุกบางๆที่มีลักษณะคล้ายถ้วยแคปซูล นำไปใส่ในเครื่องโหลดตัวอย่างอัตโนมัติ จากนั้นแคปซูลของตัวอย่างข้างต้นจะถูกหย่อนลงในเตาเผา ซึ่งภายในมีรีแอคเตอร์ที่มีสารที่ถูกแพ็คไว้เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชั่น และเกิดการเผาไหม้ที่ให้อุณหภูมิสูงภายใต้บรรยากาศแก๊สฮีเลียม

จากนั้นเมื่อผ่านแก๊สออกซิเจนจะเกิดการทำปฏิกิริยากับดีบุกได้ SnO₂ พร้อมกับคายความร้อนออกมาทำให้อุณหภูมิสูงถึง 1800 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้น ตัวอย่างจะถูกออกซิไดซ์และรีดักชั่นเป็นแก๊สผสมของ N₂ CO₂   H₂O และ SO₂  

แก๊สผสมจะถูกแก๊สฮีเลียมพาไปยัง GC Column ภายใต้การกำหนดอุณหภูมิที่เหมาะสม เกิดการแยกและวัดปริมาณด้วยตัวตรวจวัดชนิด Thermal Conductivity Detector (TCD) ได้เป็นโครมาโตรแกรมของพีค  C H N S หรือ O (ขึ้นอยู่ธาตุที่เป็นองค์ประกอบในตัวอย่าง)

CHNS Analytical configuration

สำหรับในการวิเคราะห์ออกซิเจน จะวิเคราะห์แยกด้วยเตาเผาอีกตัวหนึ่ง ด้วยสารในรีแอคเตอร์ที่แพ็คไว้ที่แตกต่างกัน แต่หลักการทำงานเดียวกัน และโดยในขั้นตอนการเผาไหม้จะไม่มีการให้แก๊ส O₂ เข้าไปในระบบ ดังภาพ Configuration ด้านล่าง 

CHNS-Oxygen Analytical configuratio

นอกจากนี้ ยังมีการปรับแต่งเครื่องให้จำเพาะต่อแอพพลิเคชั่นต่างๆ  เช่นการวิเคราะห์ N/Protein การวิเคราะห์ NC ในดิน การวิเคราะห์ N ในน้ำมันหล่อลื่น เป็นต้น

N/Protein Analytical configuration

ตัวอย่างที่นำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค OEA analyzer สามารถทดสอบได้ทั้งตัวอย่างที่เป็นของแข็งและของเหลว โดยตัวอย่างต้องมีความเป็นเนื้อเดียวกัน หากตัวอย่างไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ในกรณีที่เป็นตัวอย่างของแข็งให้ทำการบดตัวอย่างด้วยเครื่องหรือครกบดก่อน และถ้าตัวอย่างมีขนาดของความละเอียดที่แตกต่างกัน ใช้วิธีการร่อนผ่านตะแกรงหรือ Sieve เพื่อให้ได้ส่วนที่ละเอียดและเป็นเนื้อเดียวกันมากที่สุด ภาชนะที่ใช้สำหรับบรรจุตัวอย่างที่เป็นของแข็ง แบ่งได้ออกเป็น 2 ชนิด คือแผ่นแคปซูลบางๆทำจากดีบุก ใช้สำหรับการวิเคราะห์หา CHNS และ แผ่นแคปซูลบางๆทำจากเงิน ใช้สำหรับการวิเคราะห์หาปริมาณ O โดย แคปซูลงินที่ใช้ทดสอบ O จะมีลักษณะขนาดเล็กกว่า ซึ่งทั้งสองชนิดไม่สามารถใช้แทนกันได้ 

 สำหรับตัวอย่างของเหลว จะดูดตัวอย่างลงในแคปซูลที่บรรจุด้วยโครโมซอร์บ (Chromosorb) ซึ่งทำหน้าที่ในการดูดซับความชื้นเอาไว้ และต้องไม่มีธาตุ CHNS และ O เป็นองค์ประกอบ

แสดงแคปซูลดีบุก(ซ้ายสุด) แคปซูลเงิน(กลาง) และการบรรจุของเหลวลงโครโมซอร์บ

 แล้วมาอ่านกันต่อใน Part ที่ 2 นะคะ   หรือสามารถติดตามข้อมูลได้จาก 

https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CMD/brochures/BR-42271-OEA-FlashSmart-EA-BR42271-EN.pdf