สุทธิรักษ์ อ้วนศิริ

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง92 สามารถที่จะใช้กับตัวทาละลายได้หลายตัว และทนความดันสูงได้ และเทคนิคโครมาโทกราฟีแบบ แลกเปลย่ี นไอออนได้มกี ารพัฒนามาเป็นเครื่องไอออนโครมาโกราฟี เฟสเคล่ือนท่ีสาหรับเทคนิคนีส่วนใหญ่จะเป็นสารละลายบัฟเฟอร์ โดยเลือกที่มีหมู่ฟังก์ชัน คล้ายกบั ตัวอย่าง เชน่ ใช้สารละลายบฟั เฟอร์ของเอซิเตทไอออนในการชะกรดอินทรยี ์ หรือสารละลาย บัฟเฟอรข์ องไดไฮโครเนฟอสเฟตในการชะตัวอยา่ งพวกออร์กาโนฟอสเฟต เปน็ ต้น นอกจากนีอุณหภูมิ ของคอลมั น์จะมีผลตอ่ การแลกเปลีย่ นไอออน ดงั นันในการวเิ คราะห์จะต้องหาอุณหภมู ิท่เี หมาะสมที่สุด ในการแยกสาร โครมาโทกราฟแี บบไอออนแพร์ (ion-pair chromatography, IPC) เป็นการทางานโดยอาศัย การเตมิ เคาน์เตอรไ์ อออน (counter ion) ซึ่งมีประจุตรงข้ามกบั สารทจ่ี ะวเิ คราะหล์ งไปในเฟสเคลื่อนที่ เพอ่ื ให้เกดิ ปฏกิ ิริยากับไอออนตัวอยา่ ง เกิดเปน็ สารประกอบ X-(aq) + Q+(aq) ⇋ [X-Q+] คอลัมน์ที่ใช้จะเปน็ รีเวอรส์ เฟส เช่น ออกตาเดคิลไซเลน และพารามเิ ตอรท์ มี่ ผี ลต่อเวลารีเทน ชนั ไดแ้ ก่ ชนิดของเคานเ์ ตอรไ์ อออน ขนาดของเคานเ์ ตอรไ์ อออน ความเป็นกรดเบส อุณหภูมิ เฟสเคลื่อนท่ีสาหรับเทคนิค IPC มักจะเป็นสารละลายผสมระหว่าง นากับเมทานอลหรือนา กับอะซิโทไนไทรล์ ตัวอย่างของสารที่ใชแ้ ยกด้วยวิธนี ีคือ สารอะโรมาติกซัลโฟเนท เกลือไดอะโซเนียม ทารท์ ราซีน ควนิ ินและควินิดีน เป็นต้น 5.1.4 โครมาโทกราฟแี บบเอก็ ซครูชัน (exclusion chromatography) อาศัยการแยกสารตามขนาดโมเลกุล เฟสคงที่จะเป็นสารที่มีอนุภาคเป็นรูพรุนที่มีขนาด สมา่ เสมอ สารท่มี ีขนาดโมเลกลุ เลก็ กว่ารพู รนุ จะสามารถเพร่เขา้ ไปในรูพรุน ขณะท่ีสารทมี่ ีโมเลกุลใหญ่ จะไมส่ ามารถเข้าไปในรพู รุนได้ ก็จะถกู ชะออกจากคอลัมน์ก่อน การถกู หน่วงของสารสาหรับเทคนิคนี จะขึนอยู่กับขนาดของสาร ดงั แสดงในรปู 5.6 เฟสคงที่สาหรับเทคนิคนีสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ แบบกึ่งแข็ง (semirigid) แบบ แขง็ (rigid) และแบบนมุ่ (soft) 1. แบบกึ่งแข็ง เป็นทนี่ ยิ มใช้กนั มาก เตรียมจากปฏกิ ิรยิ าการไขว้ระหวา่ งพอลิสไตรีนและไดไว นิลเบนซิน เหมาะกับการใช้งานท่ีเก่ียวข้องกับตัวทาละลายอินทรยี ์ เช่น เตตราไฮโดรฟูราน อะซิโตน

93 เป็นต้น แต่ไม่สามารถใช้ได้กับสารละลายนา เหมาะในการแยกสารพอลิเมอร์ เช่น พวกยาง พลาสติก ตัวอย่างของเฟสคงทกี่ ลุ่มนดี งั แสดงในตาราง 5.4 ตารางที่ 5.4 เฟสคงท่ีชนดิ สารกง่ึ แข็งสาหรบั โครมาโทกราฟีแบบเอก็ ซครชู นั ชือ่ ชว่ งนาหนกั โมเลกลุ ทีใ่ ช้งาน มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง styragel 102-108 poragel 102-104 Ar gel up to 107 merckogel 103-106 สาหรับเฟสคงทแ่ี บบสารกง่ึ แขง็ จะมขี นาดรพู รุนเปน็ ชว่ งกว้างดงั นนั จึงให้ประสทิ ธภิ าพของการ แยกสารตามขนาดโมเลกลุ ได้ดี เหมาะกับสารทล่ี ะลายในตัวทาละลายอินทรยี ์ สว่ นข้อเสยี ของเฟสคงที่ แบบแข็งคอื จะเกิดการดูดซบั สารประกอบทม่ี ีขัว

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง94 ภาพที่ 5.6 โครมาโทกราฟีแบบเอ็กซครชู ัน 2. แบบแข็ง เตรียมได้จากแก้วหรือซิลิกา มีขนาดรูพรุนกว้างและมีอนุภาคเล็ก ตาราง 5.5 แสดงวัสดุแบบแขง็ ทใ่ี ช้บรรจใุ นคอลัมน์ สามารถใช้กับความดันสงู ประสิทธิภาพสูงและสามารถบรรจุ ลงในคอลัมนไ์ ดง้ ่าย ใช้ได้ทงั ตวั ทาละลายอินทรยี ์และสารละลายนา แต่หลีกเลี่ยงการใช้กับสารละลาย แอลคาไลนท์ ่ีมี pH>7.5

95 3. แบบนุ่ม เป็นวัสดุที่เตรียมจากปฏิกิริยาการไขว้ของเด็กซ์แทรน ตัวอย่างเช่น เซฟาเคกซ์ (sephadex) การใช้งานในกลุ่มนีจะเป็นเจลฟิลเทรชัน (gel filtration) สามารถใช้ในการแยกสารท่ีะ ลายในนาและมีขนาดโมเลกุลในช่วง 102 - 2.5x107 นอกจากนียังสามารถใช้ในการวิเคราะห์โปรตีน และเอนไซม์ต่างๆ สาหรับเจลแบบนุ่มไมเ่ หมาะสาหรับเคร่ืองมือของโครมาโทกราฟีเหลวสมรรถนะสูง เน่ืองจาก สามารถสูญเสียสภาพเมื่ออัตราการไหลสูง แต่เหมาะสาหรับคอลัมน์โครมาโทกราฟี เฟสเคลื่อนที่ สาหรบั โครมาโทกราฟเี อ็กซครชู ัน จะตอ้ งไม่เกิดอนั ตรกริ ิยากบั สารและเฟสคงที่ต้องละลายตัวอย่างได้ และเหมาะสมกับเคร่ืองตรวจวัดสัญญาณทเี่ ลือกใช้ ตวั อยา่ งของตัวทาละลายท่ีใช้ไดด้ ี เช่น โทลอู นี อะโรมาตกิ ฮาโลเจน คลอโรฟอร์ม และเตตรา ไฮโดรฟรู าน ซึง่ เหมาะสาหรบั การวดั การดูดกลืนแสงในช่วงอัลตราไวโอเลตคอื ที่ 254 นาโนเมตร มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ตารางท่ี 5.5 เฟสคงทแ่ี บบแข็งสาหรบั โครมาโทกราฟแี บบเอก็ ชครูชัน ชอื่ ชนิด นาหนักโมเลกลุ ที่ใช้งาน 5.0x106 Bio-Glass porous glass >2.0x106 >4x106 Lichrospher silica gel - Porasil silica glass 3x103-2x106 SEC spherical glass μBondagel E 10 mm silica ตารางท่ี 5.6 เฟสคงทีแ่ บบนุ่มสาหรบั โครมาโทกราฟแี บบเอ็กซครูชัน ช่ือ ชนดิ นาหนักโมเลกลุ ทีใ่ ช้งาน up to 1.4x104 Bio-Bead S styrene-divinylbenzene 2x104-1.5x 108 up to 106 Bio-Gel A agarose 105-108 Sephadex G dextran sephadarose agarose

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง96 5.2 หลักการพ้นื ฐานทางโครมาโทกราฟเี หลว หลักการพนื ฐานเหมือนกับแก๊สโครมาโทกราฟี แต่ะต่างกันในสว่ นของสมการแวนดีมเตอร์ คอื H = B/μ + Cμ เนือ่ งจากในระบบโครมาโทกราฟีเหลว เฟสคงท่ีจะมขี นาดสมา่ เสมอและเลก็ มาก ดงั นนั จึงไม่มี คา่ A ซงึ่ ขึนอยกู่ บั ขนาดอนุภาคมาเก่ยี วข้อง ภาพที่ 5.7 ความสมั พนั ธข์ องสมการแวนดมี เตอร์สาหรับโครมาโทกราฟเี หลว 5.3 ส่วนประกอบของโครมาโทกราฟเี หลวสมรรถนะสูง โครมาโทกราฟีเหลวสมรรถนะสูง (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) มีส่วนประกอบที่สาคัญดังแสดงในภาพ 5.8 ได้แก่ ป๊ัม ระบบนาเข้าตัวอย่าง คอลัมน์ เครื่องตรวจวัด สญั ญาณ และระบบบันทึกสัญญาณ

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 97 ภาพที่ 5.8 สว่ นประกอบของโครมาโทกราฟเี หลวสมรรถนะสูง 5.3.1 ระบบปั๊ม (pump system) ป๊ัมทาหน้าทีส่ บู Mobile phase เพ่ือส่งเข้าส่คู อลมั นใ์ นอัตราเรว็ ทีต่ งั ค่าไว้ ความดนั ของระบบ จะขึนอยู่กับอัตราการเคลื่อนท่ี ความหนืดของ mobile phase ขนาดของ packing material และ ความยาวของ Column โดยความดันท่ีใช้ต้องไม่เกินขีดจากัดของเครื่อง สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ 1. Isocratic pump ใชอ้ ัตราสว่ นของ mobile phase ได้คงทต่ี ลอดเวลา 2. Gradient pump เป็นปัม๊ ที่สามารถควบคุมการเปลีย่ นแปลงอัตราส่วนของ mobile phase ได้ตามเวลาที่กาหนด โดยปกตคิ วามดันทใี่ ช้จะประมาณ 100 ปอนด์ต่อตารางนิว (pound per Square inch : psi) และมีอัตราการไหลของตัวทาละลายผ่านคอลัมนใ์ นช่วง 0.5 – 2.0 มลิ ลลิ ติ รต่อนาที การพัฒนาการปั๊ม ใหม้ ีประสิทธิภาพถอื เปน็ ปจั จัยที่สาคญั มากต่อการพัฒนาระบบ HPLC ลกั ษณะของป๊ัมท่ีดี ตอ้ งควบคุม อัตราการไหลหรือความดันของตวั ทาละลายใหค้ งที่ เพ่ือปอ้ งกนั การเกิดพลั ส์ (pulse) มคี วามเฉ่ือยตอ่ สารเคมเี พ่ือใหใ้ ช้ได้กบั ตวั ทาละลายท่ีเป็นทัง สารอินทรยี ์ และสารอนนิ ทรยี ์ ทาใหส้ ามารถวเิ คราะห์สารตัวอยา่ งไดห้ ลายชนิด

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง98 สามารถแบง่ ชนิดได้ดงั นี 1. ป๊ัมแบบรีซิโพรเคติง (reciprocating pump) ดังแสดงในภาพ 5.9 ประกอบด้วยมอเตอร์ เป็นตัวขับเคล่ือนให้ลกู สูบเคลือ่ นท่ีเข้าออก ทาให้เฟสเคลื่อนที่ไหลผา่ นวาล์วและดันเข้าสูค่ อลัมน์ ป๊ัม ชนิดนรี าคาไม่แพง แต่จะมีปญั หาการขึนๆ ลงๆ ของความดนั ขณะที่ก้านลกู สูบชกั เข้าออก ในปัจจุบันได้มีการปรบั ปรุงโดยการติดตังระบบไดอะแฟรมเข้าไปเพอื่ แก้การขึนลงของความ ดนั ภาพท่ี 5.9 ป๊ัมแบบรซี ิโพรเคตงิ 2. ปั๊มแบบไซริงค์ (syringe pump or single displacement) ดังแสดงในภาพ 5.10 ประกอบด้วยมอเตอร์ทาหน้าที่ขับเคลื่อนลูกสูบในอัตราคงท่ี ทาให้อัตราการไหลของเฟสเคลื่อนที่ สมา่ เสมอ สามารถใชก้ บั ระบบเกรเดียนไดด้ ีโดยมสี องปมั๊ ป๊ัมชนดิ นรี าคาค่อนขา้ งแพง ภาพท่ี 5.10 ปั๊มแบบไซรงิ ก์

99 ปญั หาการเกิดฟองอากาศในระบบโครมาโทกราฟีเหลว จะมีผลตอ่ การแยกสาร ดังนันจงึ ตอ้ งมี การกาจัดฟองอากาศ (degas) ในเฟสเคลอื่ นท่ีก่อนเขา้ สู่คอลัมน์ การกาจัดฟองอากาศทาไดห้ ลายแบบ ไดแ้ ก่ 1. การใช้ความรอ้ นและการคน (heating and stirring) ความร้อนจะทาใหอ้ ากาศที่แทรกอยู่ ในของเหลวระเหยออกไป 2. การสัน่ สะเทือน (sonication) โดยอาศัยคล่นื สยี ง 3. การตม้ เพ่ือไลฟ่ องอากาศใหร้ ะเหยออกไป ซึง่ จะใชไ้ ด้กบั ตวั ทาละลายท่ีไม่ตดิ ไฟ 4. การไล่ดว้ ยแก๊สฮีเลยี ม (He-purge) ปจั จบุ นั มีวธิ ีที่เพ่ิมความสะดวกในการกาจดั ฟองอากาศ คอื การใช้ระบบเมแบรน 5.3.2 ระบบนาเขา้ ตัวอย่าง (sample introduction system) การนาเข้าตัวอย่างทาได้สองวธิ ีคอื 5.3.2.1 การนาเข้าแบบหยุดไหล (stop low injection) โดยการใหเ้ ฟสเคลอื่ นทีห่ ยดุ ไหล แล้ว ฉีดสารตวั อย่างเขา้ สู่ระบบ จากนนั จงึ เปดิ เฟสเคลอื่ นที่ให้ไหลต่อ วธิ นี ีคอ่ นข้างสะดวก แต่เหมาะในการ นาเข้าตัวอย่างปริมาตรน้อยๆ คือประมาณ 5 μL เพื่อป้องกันการเกิดแบนด์กว้าง เม่ือเร่ิมให้เฟส เคล่ือนที่ไหล 5.3.2.2 การนาเข้าแบบตัวทาละลายไหล (solvent flow) วธิ ีนีเฟสเคล่อื นที่จะไหลตลอดเวลา โดยการนาเข้าตัวอย่างไปในลูปวาล์ว (loop valve) วิธีนีมีความแม่นยาของปริมาตรตัวอย่างที่นาเข้า เนอ่ื งจากลูปสามารถเลือกให้มี ปริมาตรตามตอ้ งการ ได้ เชน่ 20 μL, 25 μL หรือ 100 μL ตวั อย่างถูก นาเข้าขณะท่ีวาล์วอยู่ที่ตาแหน่งโหลด เม่ือสับวาล์วไปที่ตาแหน่งฉีดเข้าตัวอย่างจะถูกเฟสเคลอ่ื นท่ีพา เข้าสู่คอลมั น์ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง100 ภาพท่ี 5.11 ระบบนาเข้าตัวอย่างแบบลปู วาลว์ 5.3.3 คอลัมน์ (column) เป็นส่วนประกอบท่สี าคญั มาก เนือ่ งจากการเลอื กคอลมั น์ให้หมาะ สมกับตัวอย่างจะทาให้การแยกสารได้ดี คอลัมน์มีสองส่วนคือ การ์ดคอลัมน์ (guard column) และ คอลัมน์สาหรบั วิเคราะห์ (analytical column) 1. การ์ดคอลัมน์ ขนาดจะสันกว่าคอลัมน์สาหรับวิเคราะห์ แต่จะบรรจุด้วยเฟส คงที่ชนิด เดียวกับคอลัมน์สาหรับวิเคราะห์ มีหน้าท่ีช่วยป้องกันไม่ให้สารปนเป้ือนผ่านไป ซึ่งช่วยให้คอลัมน์ สาหรับการวเิ คราะห์มอี ายุการใช้งานนาน 2. คอลัมน์สาหรับวิเคราะห์ คอลมั นท์ าดว้ ยเหลก็ กลา้ มีขนาดเส้นผ่าศนู ย์กลางประมาณ 0.25 ถึง 6 มิลลิเมตร และความยาว 10 ถึง 100 เซนติเมตร โดยทั่วไปมักจะนิยมใชค้ อลมั นย์ าว 10 ถึง 30 เซนตเิ มตร โดยบรรจุด้วยเฟสคงทซ่ี ึ่งมขี นาดอนุภาคประมาณ 5 ถงึ 50 μm เฟสคงที่ทีบ่ รรจใุ นคอลัมน์ จะเลือกใหเ้ หมาะสมกับตวั อย่าง 5.3.4 เคร่ืองตรวจวัดสัญญาณ (detector) คุณสมบัติของเครือ่ งตรวจวัดสัญญาณทดี่ ีคือ มี ความไวสงู สัญญาณรบกวนต่า ช่วงการใช้งานท่เี ปน็ เส้นตรงกว้าง ใหก้ ารตอบสนองต่อสารทุกชนิดและ มีผลรบกวนจากการเปลยี่ นแปลงการไหลและการเปลีย่ นแปลงอณุ หภูมิน้อยมาก สาหรับเครอ่ื งตรวจวดั สัญญาณในระบบโครมาโทกราฟเี หลวมหี ลายชนิด ได้แก่ 1. เครื่องตรวจวัดสัญญาณดัชนีหักเห (refractive index detector, RI) เป็นเคร่ือง ตรวจวัดสญั ญาณท่สี ามารถวเิ คราะหส์ ารไดเ้ กือบทุกชนิด ทงั สารอนิ ทรีย์ สารอนนิ ทรยี ์ และสารชีวเคมี ดงั นนั จึงเปน็ เครือ่ งตรวจวดั สัญญาณแบบครอบจักรวาล อุปกรณ์ของเคร่อื งตรวจวัดคังแสดงในรปู 5.12 หลักการ อาศัยวดั ดัชนหี กั เหทีเ่ ปลย่ี นไปเมื่อมีสารตัวอยา่ งถกู ชะออกมากบั เฟสเคลื่อนที่ เทียบ กบั เฟสเคลอ่ื นทีใ่ นส่วนของเซลล์อา้ งองิ

101 เคร่อื งตรวจวดั สญั ญาณแเบบนีมีความไวสงู สามารถวิเคราะหส์ ารในปริมาณตา่ ๆ ได้ แตข่ อ้ เสีย คือจะไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และอัตราการไหลของเฟสเคล่ือนท่ี ดังนันไม่เหมาะกับการใช้ ระบบเกรเดียนท์ ภาพท่ี 5.12 เครื่องตรวจวดั สญั ญาณดชั นหี กั เห 2. เครื่องตรวจวัดสัญญาณแบบดูดกลืนแสง (optical absorption detector) เป็นการ วัคการดูดกลืนแสงของสารท่ีถูกชะออกมาจากคอลัมน์ สามารถวิเคราะห์สารปริมาณน้อยๆ ได้ มี ความจาเพาะเจาะจงสงู สามารถเปล่ยี นแปลงความยาวคลน่ื ไดท้ งั ในช่วงอลั ตราไวโอเลต (190-400 นา โนเมตร) และวิสเิ บลิ (400-700 นาโนเมตร) สว่ นประกอบของอปุ กรณ์ดังแสดงในภาพ 5.13 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

102 ภาพท่ี 5.13 เครือ่ งตรวจวดั สญั ญาณแบบดดู กลนื แสง ในปัจจุบันมีการพัฒนาเคร่ืองมือวัดการดูดกลืนแสงโดยใช้ระบบโฟโตไดโอดอาร์เรย์ (photodiode array) โดยมกี ารนามาใชก้ ับโครมาโทกราฟเี หลว ประมาณปี ค.ศ. 1980 ซงึ่ สามารถวัด การดดู กลนื แสงตงั แตช่ ่วง 160 ถงึ 800 นาโนเมตร สามารถวัดการดูดกลนื แสงพร้อมกนั ได้หลายความ ยาวคลื่น และให้สเปกตรัมของตัวอย่างขณะทาการวิเคราะห์ด้วย จึงใช้เป็นข้อมูลในการทาคุณภาพ วเิ คราะห์ ระบบไดโอดอารเ์ รยจ์ ะต้องใช้คอมพวิ เตอร์ในการเก็บข้อมูลและประมวลผล สว่ นประกอบของ เครอ่ื งตรวจวัดแบบไดโอคอารเ์ รย์ดงั แสดงในภาพ 5.14 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 103 ภาพที่ 5.14 เครื่องตรวจวดั สัญญาณแบบไดโอดอารเ์ รย์ ที่มา : (Kevin A. Schug, K.A. และ Hildenbrand, Z.L., 2022) 3. เครื่องตรวจวัดสัญญาณแบบฟลูออเรสเซนซ์ (fluorescence detector) สารเคมีบาง ชนิดเม่ือดูดกลนื แสงช่วงความยาวคล่นื ทีเ่ หมาะสม จะสามารถเกิดการเรืองแสงได้ เรียกว่า เกิดฟลูออ เรสเซนซ์ ข้อดีของของเคร่ืองตรวจวัดสัญญาณชนิดนีคือ มีความจาเพาะเจาะจงสูง และสามารถ วิคราะห์สารปรมิ าณน้อยๆ ได้ คือในระดับพิโคกรมั (10-12 กรมั ) 4. เคร่ืองตรวจวัดสัญญาณทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical detector, ECD) เครื่อง ตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้าจะเก่ียวข้องกับการเกิดออกซิเดชันหรือรีดักชันที่ผิวของขัวไฟฟ้า ภายใต้การ ควบคุมศักย์ไฟฟา้ กระแสของอเิ ลก็ ตรอนทเ่ี กดิ ขึนที่ขวั ไฟฟ้าทเี่ วลาหนงึ่ ๆ จะเปน็ สัญญาณที่เกดิ ขนึ เคร่ืองตรวจวัดสัญญาณชนิดนีจะต้องใช้กับตัวทาละลายที่มีความเป็นขัวสูง เช่น นา แอลกอฮอล์ ดังนนั จงึ เหมาะในโครมาโทกราฟแี บบแลกเปล่ียนไอออน สามารถวเิ คราะหส์ ารไดใ้ นระดับ นาโนกรมั 5. แมสสเปกโทรมิเตอร์ (mass spectrometer) ได้มีการนาเครอ่ื งแมสสเปกโทรมิเตอรม์ า เป็นเครอ่ื งตรวจวดั สัญญาณในแกส๊ โครมาโทกราฟีสาเร็จ ดงั นนั จงึ มีการพฒั นามาใชก้ บั โครมาโทกราฟี เหลวดว้ ย แตม่ ีราคาคอ่ นข้างแพงและซบั ซ้อน การใช้เคร่ืองตรวจวัดชนิดนีสามารถนาแมสสเปกตรัมมา ใช้ในการตรวจเอกลักษณ์สารได้ ซึ่งเหมาะในการตรวจวิเคราะห์คุณภาพ เละสามารถใช้กับก าร วเิ คราะหป์ รมิ าณได้

104 ตารางท่ี 5.7 เปรยี บเทียบเครอื่ งตรวจวดั สญั ญาณของโครมาโทกราฟเี หลว UV-Vis Refractive Electrochemical Fluorescence spectrometer index detector detector range of selective universal selective very selective application มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง gradient yes no yes yes compatible linear range ~ 104 ~ 3x104 - 104 - 106 minimum ~ 1 ng ~ 1 μg ~ 1 ng ~ 1 pg detectable quantity จากตาราง 5.7 เมื่อเปรยี บเทียบการใช้งานของเครอ่ื งตรวจวัดสญั ญาณแต่ละชนดิ สาหรับโคร มาโทกราฟีเหลว พบว่า ส่วนใหญ่จะเปน็ เครือ่ งมือทีไ่ มท่ าลายตวั อยา่ ง 5.4 การประยกุ ต์ใช้ (application) โครมาโทกราฟีเหลวสามารถใช้ในการวิเคราะห์สารได้หลายชนิด โดยไม่มีข้อจากัดของการ ระเหยได้ ใช้ได้ทังการวิเคราะหค์ ุณภาพและปริมาณ ดังนันจึงมกี ารใช้งานของโครมาโทกราฟเี หลวกัน อยา่ งแพร่หลาย ในการวิเคราะหส์ ารสามารถวิเคราะห์ด้วยระบบไอโซเครติก (isocratic) คือการวิเคราะห์โดย ใหอ้ ัตราการไหลของเฟสเคลื่อนทคี่ งทต่ี ลอดการวิเคราะห์ และมีอัตราสว่ นผสมของเฟสเคลอื่ นทคี่ งที่ ซ่ึง ข้อดีของวิธีนีสามารถเลือกเคร่ืองตรวจวัดสัญญาณได้ทุกชนิด ให้ความแม่นยาต่อสัญญาณและเวลารี เทนชันคงที่ แต่ในการวิเคราะห์บางครังไมส่ ามารถแยกสารได้สมบรูณ์ ดังนันการทาระบบเกรเดียนท์ (gradient) จะช่วยให้การแยกสารได้ดีและรวดเร็วขึน การทาเกรเดียนท์มีสองแบบคือ เปลี่ยนแปลง อัตราส่วนผสมของเฟสเคล่ือนที่ และการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของเฟสเคล่ือนที่ นอกจากนี เครื่องมือรนุ่ ใหมไ่ ดอ้ อกแบบให้ทาเกรเดยี นท์ได้พรอ้ มกันทังสองแบบ

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 105 ตัวอย่างการใช้เทคนิคโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (HPLC) ในการวิเคราะห์หาองค์ ประกออบสาคญั ทางเคมี ตา่ งๆ เช่น การวเิ คราะหห์ าองค์ประกอบทางเคมแี ละสารต้านอนมุ ลู อิสระของ อาหารและยา การใช้ในทางการแพทย์ เป็นต้น โดยเป็นการวิเคราะหท์ ี่ใช้เป็นประโยชน์อ้างอิงสาหรับ การใช้พฒั นาเปน็ อาหารเสริม อตุ สาหกรรมทางยา หรือทางการเกษตร ตัวอย่างการวเิ คราะห์สารสาคัญในสมนุ ไพรพนื บา้ น แสดงดงั ภาพท่ี 5.15 ภาพท่ี 5.15 โครมาโทแกรมท่ีได้จากการวิเคราะห์สารมาตรฐานผสม 4 ตัว (1) อะลิซาริน (2) แอน ทราควิโนน (3) ไครโซฟานอล และ (4) อีโมดนิ (A) ตัวอยา่ งสารสกดั รากยอ (B) เมลด็ แมงลกั (C) และ เนือในฝกั คูน (D) จากเครือ่ ง HPLC ทมี่ า : (รจุ ิรา คุ้มทรัพย์ และกัญญาลักษณ์ กระทาง, 2020)

106 คาถามทบทวน 1. อันตรกิริยาท่ีเกิดขึนในโครมาโทกราฟีเหลวแบบดูดซับและแบบพาร์ทิชัน แตกต่างกัน อย่างไร อธิบาย 2. หลักในการวเิ คราะห์ด้วยโครมาโทกราฟเี หลวแบบเอ็กซครูชนั คอื อะไร และยกตัวอย่างเฟส คงท่สี าหรับเทคนิคนีมา 1 ชนิด 3. จงเปรยี บเทยี บการทางานของแก็สโครมาโทกราฟีและโครมาโทกราฟเี หลวมาพอเขา้ ใจ 4. ในการวเิ คราะห์หาปรมิ าณกรดแอสคอบิกหรอื วติ ามนิ ซใี นนาผลไม้ชนดิ หนง่ึ เมอ่ื นานาผลไม้ จานวน 1 มิลลิลิตร ละลายด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ให้มีปริมาตรครบ 10 มิลลิลิตร จากนันนาไป วิเคราะห์ด้วยเครื่องโครมาโทกราฟีเหลวซึง่ ตรวจวัดการดูดกลืนแสงที่ความยาวคล่ืน 254 นาโนเมตร พบว่าใหส้ ญั ญาณพืนทพ่ี ีคเท่ากับ 105450 ขณะทเ่ี ม่ือนาสารละลายมาตรฐานแอสคอบิกที่ละลายด้วย สารละลายบัฟเฟอรเ์ ช่นกนั โดยมีความเข้มข้น 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 และ 1.0 ไมโครกรัมต่อลติ ร นาไป วิเคราะห์และให้สัญญาณพนื ท่ใี ดพ้ คี ดังนี 25000, 52483, 90372, 124980 และ 154093 ตามลาดับ จงคานวณหาปริมาณวิตามนิ ซีในนาผลไมน้ ัน มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

107 เอกสารอ้างอิง ธวชั ชยั ศรวี บิ ลู ย์. (2551). เทคนิคการแยก (Separation Techniques). กรงุ เทพ : สานกั พมิ พ์ มหาวทิ ยาลัยรามคาแหง. พฒั นา เหล่าไพบูลย์. (255). โครมาโทกราฟีแบบของเหลวความดนั สงู : หลกั การและการประยุกตใ์ ช.้ ขอนแก่น : ขอนแก่นการพมิ พ.์ รุจิรา ค้มุ ทรพั ย์ และกัญญาลักษณ์ กระทาง. (2020). การวิเคราะหห์ าปรมิ าณสารแอนทราควิโนนจาก พืชด้วยเทคนิค โครมาโทรกราฟีของเหลวสมรรถนะสูงแบบวัฎภาคย้อนกลบั . PSRU Journal of Science and Technology, 5(1) : 52-65. วรรณา กาญจนมยรู . (2551). หลักทางเคมวี ิเคราะห์. ขอนแกน่ : โรงพิมพ์มหาวิทยาลยั ขอนแก่น. Dilts, R. V., (1974). Analytical chemistry Methods of separation. New York : Van Nostrand. Philadelphia College of Pharmacy. (2012). Basic Instrumentation. (L. V. Allen, Editor, and Medicines Complete). คน้ เม่ือ ตลุ าคม 8, 2564. จาก URL : http://www.medicinescomplete.com/mc/rem/current/c19-fig-19-5.htm มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏหม่บู า้ นจอมบงึ 108

บทท่ี 6 ไอออนโครมาโทกราฟี ไอออนโครมาโทกราฟี (ion chromatography, IC) เป็นเทคนคิ ทีพ่ ัฒนามาจากโครมาโทกราฟี เหลวแบบแลกเปล่ียนไอออน (ion exchange chromatography) ซึ่งพัฒนาในปี ค.ศ.1975 โดย Small และคณะ หลังจากนนั้ ไดม้ กี ารนาเทคนคิ นีม้ าประยกุ ต์ใช้ในงานวิเคราะหม์ ากมาย ไอออนโครมาโทกราฟี เป็นเทคนิคทใ่ี ช้ในการแยกสารในรปู ของไอออน โดยจัดอยู่ในประเภท โครมาโทกราฟีของเหลว-ของแข็ง (liquid-solid chromatography) คอลัมน์ที่ใช้ส่วนใหญ่จะยาว ประมาณ 5-30 เซนติเมตร ทาด้วยสแตนเลสหรือพลาสติก โดยมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 2-4 มิลลิเมตร เฟสคงท่ีจะมีคุณสมบัติในการแลกเปล่ียนไอออน เรียกว่า สารแลกเปล่ียนไอออน (ion exchanger) หรือเรซนิ (resin) เฟสเคลื่อนท่หี รือตัวชะ (eluent) ไหลผ่านคอลมั น์ จึงต้องใช้ป๊ัมความ ดันชว่ ย ไอออนตวั อย่างจะถูกแยกภายในคอลมั น์และถูกชะออกมาด้วยตวั ชะทีเ่ หมาะสม หลักการแยก ไอออนเหมือนการแยกสารด้วยเทคนิคทางโครมาโทกราฟี เม่ือสารผ่านเข้าไปในระบบ จะเกิดสมดุล ระหว่างสารในเฟสเคล่อื นท่หี รือตวั ชะและในเฟสคงท่ี ซงึ่ สามารถเขียนเป็นสมการไดด้ ังนี้ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง Am ⇋ Ar เมื่อ m = เฟสเคล่ือนที่ R = เรซนิ หรือ เฟสคงท่ี การกระจายของสาร A ระหว่าง 2 เฟส สามารถแสดงในรูปของสัมประสิทธ์ิการกระจายตัว (KD) KD = [A]r [A]m สารทเี่ กดิ การกระจายเขา้ สูเ่ ฟสเคล่ือนที่ไดด้ กี วา่ ในเฟสคงที่จะถูกชะออกมากอ่ น

110 6.1 ชนดิ ของไอออนโครมาโทกราฟี (classification of ion chromatography) ไอออนโครมาโทกราฟี แบง่ ออกไดเ้ ปน็ 2 ประเภท คอื 6.1.1 ไอออนโครมาโทกราฟีแบบไม่มีซัพเพรสเซอร์ (non-suppressed ion chroma tography) หรือบางคร้ัง เรียกว่าไอออนโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์เดียว (single column ion chromatography) ส่วนประกอบของเคร่อื งมือดังภาพ 6.1 ภาพที่ 6.1 ไอออนโครมาโทกราฟแี บบไม่มซี ัพเพรสเซอร์ ท่มี า : (ผ้เู ขียน, 2564) 6.1.2 ไอออนโครมาโทกราฟแี บบมีซพั เพรสเซอร์ (suppressed ion chromatography) โดยส่วนประกอบของเครื่องมอื จะมซี พั เพรสเซอร์ ซ่ึงจะตอ่ จากคอลัมน์ ใช้สาหรบั กรณีท่ีใชเ้ ครื่องวัดค่า การนาไฟฟา้ ในการตรวจสัญญาณ ซัพเพรสเซอร์ทาหนา้ ทเ่ี ปล่ยี นไอออนที่มาจากตัวชะใหอ้ ยู่ในรูปของ สารทีม่ ีคา่ การนาไฟฟ้าต่าเพอื่ ลดสญั ญาณรบกวน และเปลีย่ นไอออนของตัวอย่างให้อยู่ในรปู ท่ีมีค่าการ นาไฟฟา้ สงู ข้นึ ขณะเดยี วกันจะตอ้ งมีอปุ กรณท์ เ่ี รียกว่า รีเจนเนอเรเตอร์ (regenerator) เพอ่ื เปล่ียนซัพ เพรสเซอร์ให้มคี ณุ สมบัติดังเดมิ และใหม้ ีการทางานแบบต่อเน่ือง ส่วนประกอบดังภาพ 6.2 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

111 ภาพท่ี 6.2 ไอออนโครมาโทกราฟแี บบมซี ัพเพรสเซอร์ ท่ีมา : (ผเู้ ขียน, 2564) ซัพเพรสเซอรม์ กี ารพัฒนามาใช้หลายแบบดงั น้ี 1. ซัพเพรสเซอร์แบบใช้สารเคมี (chemical suppressor) เป็นซัพเพรสเซอร์ที่มีการใช้ สารเคมีเข้ามาเกี่ยวข้อง ซ่ึงได้เร่ิมใช้ในปี ค.ศ. 1981 เป็นแบบแฮลโลว์ไฟเบอรซ์ ัพเพรสเซอร์ (hallow fiber suppressor) ดังแสดงในภาพ 6.3 โดยทาหน้าท่ีแลกเปล่ียนไอออนที่มาจากตัวชะและจาก ตัวอยา่ งใหอ้ ยใู่ นรปู ท่เี หมาะสม และมีการล้างด้วยสารละลายเพือ่ กลับมาใช้ใหม่ (regenerate) ในกรณี ของซพั เพรสเซอร์ไอออนลบ (anion suppressor) จะใช้สารละลายเจอื จางของกรดซลั ฟิวรกิ (sulfuric acid) เป็นสารรีเจนเนอแรนท์และซัพเพรสเซอร์ไอออนบวก (cation suppressor) จะใช้สารละลาย ของเตตราเมธลิ แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (tetramethyl ammonium hydroxide) มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

112 ภาพที่ 6.3 แฮลโลวไ์ ฟเบอร์ซัพเพรสเซอร์ (a) ซัพเพรสเซอรไ์ อออนลบ (anion suppressor) (b) ซัพเพรสเซอรไ์ อออนบวก (cation suppressor) ท่ีมา : (Haddad, P.R. และคณะ, 2013) ในปี ค.ศ.1985 ไดม้ นี าระบบเมมเบรน (membrane) มาใช้แทน เรียกว่า ไมโครเมมเบรนซัพ เพรสเซอร์ (micromembrane suppressor) ซง่ึ ประกอบด้วยเมมเบรนวางประกบกันดังแสดงในภาพ 16.4 ตัวชะจะไหลผ่านเมมเบรน ส่วนสารละลายรีเจนเนอแรนท์จะไหลด้านบนและด้านล่างโดย ปฏิกิริยาจะเป็นแบบการแพร่ (diffusion) ซ่ึงจะทาให้ประสิทธิภาพการใช้งานดี สามารถใช้กับ สารละลายทมี่ คี วามเขม้ ขน้ สงู และใชก้ ับระบบเกรเดียนท์ (gradient) ได้ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

113 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพท่ี 6.4 ไมโครเมมเบรนซัพเพรสเซอร์ ที่มา : (Schultheiss, J. และคณะ, 2000) ตัวอยา่ งเชน่ การวิเคราะห์คลอไรด์ โดยใช้โซเดยี มไบคาร์บอเนทเป็นตัวชะ ปฏิกริ ิยาทเี่ กิดข้ึนท่ี ซัพเพรสเซอร์ประจุลบคือ ตัวชะจะถูกเปลี่ยนเป็นน้าและคาร์บอนไดออกไซด์ ขณะที่ตัวอย่างถูก เปล่ยี นเป็นกรดซึ่งมีค่การนาไฟฟา้ สูงขนึ้ ดงั สมการ ตวั ชะ R-SO3- H+ + Na+ HCO3- ⇋ R- SO3-Na+ + H2O + CO2 เรซิน ตัวชะ ตัวอยา่ ง R-SO3- H+ + Na+ Cl- ⇋ R- SO3-Na+ + HCl เรซิน ตวั อยา่ ง เข้าเครื่องตรวจวดั

114 ปฏกิ ิริยาการรีเจนเนอเรท คือ รีเจนเนอแรนท์จะเปล่ียนเรซนิ กลับมาอยู่ในสภาพเดิม 2 R-SO3-Na+ + H2SO4 ⇋ 2 R- SO3-H+ + Na2SO4 เรซิน รเี จนเนอแรนท์ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงตวั อย่างของซพั เพรสเซอร์ประจุบวก เมือ่ ตวั อยา่ งทจ่ี ะวิเคราะหเ์ ป็นโซเดียมและตัวชะคือกรด ไนตริก ตัวชะถกู เปลี่ยนเป็นน้าและตวั อยา่ งถูกเปลยี่ นเป็นเบส ตัวชะ ; R-NO3+ OH- + H+ NO3- ⇋ R- NH3+NO3- + H2O ตวั อย่าง ; R-NO3+ OH- + Na+ NO3- ⇋ R- NH3+NO3- + NaOH 2. ซัพเพรสเซอร์ในตัวเอง (self regenerating suppressor หรือ autosuppressor) มี การพัฒนาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1992 โดยอาศัยการเกิดปฏิกิริยาทางไฟฟ้ (electrolysis) ของน้า ซึ่งมี ส่วนประกอบของขั้วไฟฟ้าบวกและลบ โดยมีน้าเป็นอเิ ล็กโทรไลต์ ปฏิกิริยาทีข่ ้ัว แอโนด : H2O ⇋ 2H+ + ½ O2 + 2e- แค่โทด : 2e- + H2O ⇋ 2OH- + H2 ทั้ง H+ และ OH- จะช่วยลดสัญญาณรบกวนท่ีมาจากไอออนบวกและไอออนลบของตัวอย่าง โดยไอออนลบจะว่งิ ไปท่ีแอโนด และไอออนบวกจะว่งิ ไปท่ีแคโทด ปฏิกริ ิยาท่ีเกิดข้นึ คือในการวิเคราะห์ X- ซึ่งมี NaOH เป็นตวั ชะ และใชซ้ ัพเพรสเซอร์ประจุลบ แอโนด, ตวั อยา่ ง : H+ + X- ⇋ HX ตวั อย่าง เขา้ เครือ่ งตรวจวัด

115 ตวั ชะ H+ + OH- ⇋ H2O ตัวชะ แคโทค, ตวั ชะ : Na+ + OH- ⇋ NaOH ตวั ชะ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ที่แอโนดตัวอย่างจะถูกเปล่ียนให้อยู่ในรูปกรดซ่ึงมีค่าการนาไฟฟ้าสูง ขณะท่ีตัวชะจะถูก เปลยี่ นเปน็ น้าซ่ึงมคี ่าการนาไฟฟา้ ตา่ กรณีวิเคราะห์โซเดียม โดยมีชัพเพรสเซอร์ประจุบวก ซ่ึงใช้ มีเธนซัลฟอนิคแอซิด (H+MSA-) เปน็ ตัวชะ ปฏกิ ริ ิยาท่ีเกดิ ขึ้นคือ แอโนด, ตวั ชะ ; MSA- + H+ ⇋ H+MSA- ตัวชะ สามารถนากลับไปใช้ไดอ้ ีก แคโทด, ตวั อยา่ ง ; Na+ + MSA- ⇋ NaOH ตวั อย่าง เขา้ เคร่อื งตรวจวดั ตวั ชะ H+ + OH- ⇋ H2O ตวั ชะ ที่แคโทด ตวั อย่างจะถกู เปลี่ยนเปน็ เบสซึ่งให้ค่าการนาไฟฟ้าสงู และตัวชะจะถูกเปล่ียนเป็นน้า ทาใหม้ คี ่าการนาไฟฟ้าตา่ ลดการรบกวนสญั ญาณ

116 6.2 เฟสคงท่ีสาหรบั ไอออนโครมาโทกราฟี (stationary phase for ion chromatography) สารแลกเปล่ียนไอออน (ion exchange materials) ที่บรรจุในคอลัมน์เพื่อใช้เป็นเฟสคงท่ีมี หลายชนดิ สารแลกเปล่ียนไอออนโดยท่วั ไปประกอบดว้ ย 2 ส่วน คอื สว่ นที่ทาหนา้ ทแี่ ลกเปลย่ี นไอออน และส่วนท่ีเป็นแกนกลางซึ่งไม่เกิดอันตรกิริยาใดๆ ต่อการแลกเปล่ียนไอออน วัสดุที่ใช้ในการทา แกนกลางได้แก่ ซิลิกา และสารอินทรียส์ งั เคราะห์ 6.2.1 สารอินทรีย์สังเคราะห์ (organic synthetic materials) บางครั้งเรียกว่า สาร แลกเปลี่ยนไอออนแบบเรซิน (resin based ion exchanger) Gjerde และคณะ ได้นาสารสังเคราะห์ มาใชใ้ นไอออนโครมาโทกราฟเี ปน็ ครงั้ แรกในปี ค.ศ. 1979 สารอินทรียท์ ี่นามาสงั เคราะหเ์ ป็นเรซินมหี ลายชนิด การผลติ เร่มิ จากการสงั เคราะห์พอลิเมอร์ ให้มีคุณสมบัตทิ างเคมีและทางกายภาพเหมาะสม จากน้ันทาปฏิกิริยากบั สารท่ีจะมาทาหน้าท่เี ป็นหมู่ ฟังก์ชนั พอลิเมอร์ทใ่ี ช้จะต้องเสถียร และไม่ละลายขณะใชง้ าน เรซนิ แบง่ ออกเป็น 2 แบบ 1. วัสดุท่ีมีการเดิมหมู่ฟังก์ชันที่ผิว (surface functional) เรซินที่ใช้เป็นสารพอลเิ มอร์ มี การเติมหมู่ฟังก์ชันท่ีเหมาะสมโดยเกาะที่ผิว เรซินท่ีใช้กันท่ัวไป เช่น พอลิสไตรีนไดไวนิลเบนซิน (polystyrene diviny|benzene, DVB) และพอลิเมธาคลิเลทไดไวนิลเบนซิน (polymethacrylate divinyIbenzene) สาหรับพอลิสไตรีนไดไวนลิ เบนซินจะนิยมใช้มาก ตัวอย่างปฏิกริ ยิ าการสังเคราะห์ ดังสมการ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 117 การหาองศาการไขว้ (degree of crosslinking) ทาได้โดยหาจากปรมิ าณร้อยละของไดไวนลิ เบนซนิ ที่เข้าทาปฏกิ ริ ิยา การหาพ้ืนท่ีผิวทาได้จากขั้นตอนการเกิดพอลเิ มอร์ หลังจากนนั้ เติมหมู่ฟังก์ชันท่ีเหมาะสมใน การใช้งาน ข้อดีของเรซินประเภทนี้คือ ทนทานต่อการเปล่ียนแปลง pH สามารถใช้งานในช่วง pH ต่างๆ 2. วัสดุแอกกลอเมอเรท (agglomerated material) เรซินประเภทน้ีประกอบด้วย แกนกลางทท่ี าด้วยพอลเิ มอร์ และท่ผี ิวเกาะด้วยช้ันบางๆ ของอนภุ าคท่ที าหน้าทเ่ี ป็นหมู่ฟังก์ชัน เรซิน ชนิดประจุลบประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่เป็นเอมีเนทลาเทก็ ซ์ (aminated latex) ส่วนประจุบวกเป็น ซลั โฟเนท ลาเทก็ ซ์ (sulfonated latex) ภาพท่ี 6.5 เรซนิ แบบแอกกลอเมอเรท 6.2.2 สารแลกเปล่ียนไอออนแบบซิลิกา (silica base ion exchange materials) ซึ่งแบ่ง ออกเป็น 2 แบบ คอื แบบแรกประกอบดว้ ยแกนกลางทเ่ี ปน็ อนุภาคซิลกิ าซงึ่ ถูกเคลอื บผิวดว้ ยพอลิเมอร์ ได้เก่ polystyrene, silicon fluorocarbon และท่ีผิวนี้มีการเติมหมู่ฟังก์ชันตามชนิดของสาร แลกเปล่ียนไอออนทจี่ ะไปใชง้ าน บางครัง้ เรยี กว่าซลิ ิกาเคลือบดว้ ยพอลเิ มอร์ (polymer coated silica ) นยิ มใช้กบั ไอออนโครมากราฟีแบบไมม่ ซี ัพเพรสเซอร์ การเตรียมคือสงั เคราะหพ์ อลิเมอร์บนผวิ ของซิลิ กา ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงความหนาของการเคลือบได้ ทาให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์มีความ เหมาะสมในการใชง้ าน

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง118 ส่วนอีกแบบจะเป็นลักษณะของฟังก์ชันนัลไลซ์ซิลกิ า (functionalized silica) ซึ่งหมู่ฟังก์ชัน จะยึดกับอนุภาคซิลิกาด้วยพันธะทางเคมี การผลิตสามารถทาได้โดยการเกิดปฏิกิริยาไซลาไนซ์ (silanized) ของกลมุ่ ไซลานอล (silanol group) บนอนุภาคซิลิกากับหมู่ฟงั ก์ชนั เช่น ควอเตอรน์ ารีแอ มนี (quaternary amine) ดังสมการ อนุภาคซิลิกาทใ่ี ช้ทัง้ 2 แบบอาจจะมีลักษณะเปน็ ได้ท้ังแบบเพลลคิ ูลาร์ (pellicular) หรือ ไม โครพารท์ คิ เู ลท (microparticulate) 1. เพลลิคูลาร์ ประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 40 μm และเคลือบ ด้วยพอลิเมอร์หนาประมาณ 1-2 μm และส่วนท่ีเป็นหมู่ฟังก์ชัน จะอยู่ตรงผิวนอกมีลักษณะเป็นชั้น บางๆ อนภุ าคซุปเปอร์เฟเชียลพอรสั (superfecially-porous particle) เปน็ ลกั ษณะหนง่ึ ของเพลลิ คูลาร์ ซ่ึงประกอบด้วยของแข็งอยู่ตรงกลางมีลักษณะเป็นทรงกลม อาจทาด้วย glass bead เส้นผ่าศนู ย์กลางประมาณ 30 μm และผวิ นอกประกอบด้วยพอรสั ซิลิกาหนาประมาณ 1 μm ภาพท่ี 6.6 เรซินเพลลิคูลาร์ประลบ

119 2. ไมโครพาร์ทิคูเลท (microparticulate materials) เส้นผ่าศูนย์กลางจะมีขนาดเล็ก ประมาณ 5-10 μm ท่ีผิวมีลักษณะเปน็ รูพรุนซึ่งสามารถจะทาให้เป็นรูปทรงกลมหรอื รปู รา่ งต่างๆ ได้ หมู่ฟงั ก์ชันจะกระจายตามโครงสร้างของรพู รนุ ประสิทธิภาพการใช้งานของอนุกาคซิลิกาท้ัง 2 ลักษณะจะคล้ายกัน แต่เพลลิคูลาร์จะมี ขีดจากัดเนื่องจากมีพื้นที่ผิวต่า (low surface area) ทาให้ไม่สามารถวิเคราะห์สารตัวอย่างปริมาณ นอ้ ยๆ ได้ แต่จะมีขอ้ ดคี อื บรรจลุ งในคอลมั น์ไดง้ า่ ยกวา่ สารแลกเปลย่ี นไอออนแบบซิลิกามสี มรรถนะในการใชง้ านสูง อนั ตรกริ ิยาทีเ่ กดิ ข้ึนสามารถเกิด สมดุลได้รวดเร็ว ให้จานวนเพลททางทฤษฎีสงู แต่ต้องมีการควบคมุ pH ให้อยู่ในช่วง 2.5-5.0 เพื่อให้ อายกุ ารใช้งานนาน มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 6.3 ชนิดของสารแลกเปลยี่ นไอออน สารแลกเปลี่ยนไอออนแบ่งออกเป็นสองชนิดคือ สารแลกเปล่ียนไอออนลบ ( anion exchanger) และสารแลกเปลี่ยนไอออนบวก (cation exchanger) โดยยังแบ่งออกเป็นสาร แลกเปล่ียนไอออนบวกที่เป็นกรดแก่ (strong acid cation exchanger) และ สารแลกเปลยี่ นไอออน บวกท่ีเป็นกรดอ่อน (weak acid cation exchanger) หรือ สารแลกเปล่ียนไอออนลบที่เป็นเบสแก่ (strong base anion exchanger) และ สารแลกเปลี่ยนไอออนท่ีเป็นเบสอ่อน (weak base anion exchanger) หมู่ฟังก์ชันของสารแลกเปล่ยี นไอออนชนิดตา่ งๆ ดงั แสดงในตาราง 6.1 ตารางที่ 6.1 หมู่ฟังกช์ ันของสารแลกเปลี่ยนไอออน สารแลกเปลย่ี นไอออนบวก สารแลกเปล่ียนไอออนลบ ชนิด หมฟู่ งั กช์ ัน ชนดิ หมู่ฟงั ก์ชนั strong acid strong base sulfonic acid SO3-H+ quaternary amine N(CH3)3+OH- weak acid weak base carboxylic acid COO-H+ quaternary amine N(CH3)2(C2H5OH)+ OH- phosphoric acid PO3H- H+ tertiary amine NH(CH3)2+OH-

120 สารแลกเปล่ยี นไอออนบวก สารแลกเปล่ียนไอออนลบ ชนิด หมฟู่ งั กช์ นั ชนิด หม่ฟู ังกช์ ัน phenolic PO2 H- H+ secondary amine NH3(CH3)+OH- arsenic acid AsO3H-H+ primary amine NH3+ OH- selenonic acid SeO3- H+ มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ความจาเพาะเจาะจง (selectivity) ในการแยกไอออนชนิดต่างๆ ข้ึนอยู่กับชนิดของสาร แลกเปล่ยี นไอออน คา่ สัมประสิทธค์ิ วามจาเพาะเจาะจงในการเกิดอันตรกริ ิยาของสาร แลกเปลยี่ นไอออนบวก มลี าดบั ดังนี้ Pu4+ >> La3+ > Ce3+ > Pr3+ > Eu3+ > Y3+ > Sc3+ > Al3+ >> Ba2+ >Pb2+ > Sr2+ >Ca2+ > Ni2+ > Cd2+ > Cu2+ > Co2+ > Zn2+ > Mg2+ > UO22+ > Tl2+ > Ag+ > Cs+ > Rb+ > K+ > NH4+ > Na+ > H+ > Li+ ค่าสัมประสทิ ธคิ์ วามจาเพาะเจาะจงในการเกดิ อันตรกิริยาของสารแลกเปลี่ยนไอออนลบแบบ เบสแก่ สามารถเขียนลาดบั ได้ดังน้ี citrate ion > salicylate ion > CIO4- > SCN- > I- > S2O32- > WO4- > MoO4- > CrO42- > C2O42- > SO42- > SO32- > HPO42- > NO3- > CN- > Cl- > HCO3- > H2PO4- > CH3COO- > IO3- > HCOO- > BrO3- > ClO3- > F- > OH- จากลาดบั ความจาเพาะเจาะจง สามารถสรุปไดว้ า่ คณุ สมบัติการแลกเปลี่ยนไอออนขึ้นอยูก่ บั 1. ขนาดของไอออนตวั อยา่ ง 2. องศาของการไขวข้ องสารแลกเปลย่ี นไอออน 3. ประสทิ ธิภาพของสารแลกเปลย่ี นไอออน 4. หมู่ฟังกช์ นั ของสารแลกเปลีย่ นไอออน 5. ความสามารถของการเกิดอนั ตรกิรยิ าระหวา่ งไอออนตวั อยา่ ง และสารแลกเปล่ียน

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 121 ถ้าประจุของไอออนตัวอย่างเพิ่มข้ึน การเข้าทาอันตรกิริยาจะเกิดได้ดีขึ้น ทาให้ความจาเพาะ เจาะจงสูง 6.4 สารตัวชะ (eluent) คณุ สมบัตขิ องตัวชะ ไดแ้ ก่ 1. ความเหมาะสมตอ่ การใชเ้ ครอื่ งตรวจวดั (detection mode) 2. คุณสมบตั ิของไอออนทเ่ี กดิ ปฏกิ ิริยา 3. ความเขม้ ข้นของไอออนท่ีเกดิ ปฏิกิริยา 4. pH ท่ใี ชใ้ นการชะ 5. ความเปน็ สารละลายบัฟเฟอร์ 6. คณุ สมบัตขิ องการเกิดสารประกอบเชิงซอ้ น 7. ส่วนผสมของสารอินทรีย์ท่ีมี เช่น ตัวอย่างละลายในสารละลายอนิ ทรยี ์ ทาให้ตัวทาละลาย เหล่าน้ีปะปนในกระบวนการชะด้วย ซ่ึงอาจมีผลต่อคุณสมบัติของสารที่จะวิเคราะห์หรือสารตัวชะ ดังนน้ั จึงต้องศึกษาผลกระทบนี้ดว้ ย ไอออนที่เกิดปฏิกิริยา (competing ion) คือ ไอออนที่มาจากตัวซะ ซ่ึงจะทาหน้าท่ีพา องค์ประกอบของตัวอย่างผ่านออกจากคอลัมน์ด้วยเวลาที่เหมาะสม กรณีที่ตัวชะมีไอออนต่างกัน ย่อมจะให้ประสิทธิภาพและความจาเพาะเจาะจงในการแยกต่างกัน ดังนั้นจึงเป็นปัจจัยแรกท่ีต้อง พิจารณาในการชะสาร จากนั้นจึงพิจารณาถึงความเข้มข้นท่ีควรใช้เพ่ือให้เกิดปฏิกิริยาสมดุลในการ แลกเปลยี่ นไอออน ความเข้มขน้ สงู จะทาให้ประสิทธิภาพในการชะได้เรว็ ขึ้น นอกจากน้ีการแยกสารยัง ขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของตัวชะและอุณหภูมิ อัตราการไหลเร็วจะทาให้สารถูกชะออกมาน้อย เน่ืองจากโอกาสในการเกิดอันตรกริ ิยากันนอ้ ย อุณหภมู ิ จะมผี ลต่อการแลกเปล่ยี นไอออนนอ้ ยมาก โดย ขนึ้ อยกู่ บั ชนิดของสารแลกเปล่ยี นไอออน ในการวิเคราะห์ไอออนลบ ตัวชะที่เป็นไฮดรอกไซด์ไอออนจัดเป็นสารอุคมคติในการ เกดิ ปฏิกริ ยิ าท่ซี ัพเพรสเซอรแ์ ลว้ ให้ผลิตภัณฑเ์ ปน็ H2O ซงึ่ นิยมใชใ้ นการวเิ คราะห์ F- , CI- และเอซิเตท ไอออน ส่วนกรณกี ารวิเคราะห์ไอออนทมี่ ปี ระจุมากกวา่ หนงึ่ เช่น SO42- , SO32- และ PO43- นยิ มใช้ ส่วนประกอบของ HCO3- และ CO22- หรือ phenate ion เปน็ ตัวชะ หลงั จากเกดิ ปฏกิ ิรยิ าที่ซัพเพรส เซอรจ์ ะใหผ้ ลติ ภณั ฑ์ท่ีมีค่าการนาไฟฟา้ ตา่ ไม่รบกวนคา่ การนาไฟฟา้ ของไอออนทจี่ ะวิเคราะห์

122 ในการวิเคราะหไ์ อออนบวก กรณีทใี่ ช้ H+ เปน็ ตวั ชะ จะได้ H2O เป็นผลิตภัณฑ์ที่ซพั เพรสเซอร์ ขณะเดยี วกันตอ้ งใช้ H+ เขม้ ข้นเพ่ือให้มีประสทิ ธิภาพของการแยกดีข้ึน แต่จะทาให้อายกุ ารใช้งานของ ซัพเพรสเซอร์ลดลง ดังน้ันจึงต้องใช้ตัวชะที่มีศักยภาพสูงกว่า H+ และที่นิยมใช้กันคือสารละลายของ Ag+ หรอื Cu2+ ซึ่งสามารถใชใ้ นการแยกไอออนพวกแอลคาไลนเ์ อริ ธ์ (alkaline earth) ได้ดี ปฏิกิริยาที่ เกดิ ขึ้นทีซ่ พั เพรสเซอรจ์ ะไดต้ ะกอนของ Ag+ คอื AgCl ขณะที่เมื่อใชส้ ารละลายของ Cu2+ เป็นตัวชะจะ เกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับเรซินที่ใช้ในซัพเพรสเซอร์ สาหรับ pyridine, aniline p-phenylene diamine จะมปี ระสิทธภิ าพสูงในการชะสารพวก amine กรณีท่ใี ช้ซพั เพรสเซอรใ์ นตวั เองจาเป็นต้องใช้ สารทีเ่ กิดปฏกิ ิริยาออกซเิ ดชันหรือรีดักชันได้ จงึ นยิ มใช้ NaOH หรือ KOH เปน็ เฟสเคลอ่ื นทส่ี าหรบั การ แลกเปล่ยี นประจลุ บ และสารละลายกรดสาหรับการแลกเปลย่ี นประจุบวก มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ตารางท่ี 6.2 ผลิตภณั ฑท์ ่ีเกดิ ขน้ึ ในซพั เพรสเซอร์ eluent eluent ion suppressor product of suppressor resin reaction Anion analysis OH- R-H+ R-Na+ + H2O NaOH R-Na+ + OH R-Na+ + H2CO3 Na phenate ( ) O- R-H+ R+Cl- + H2O Na2CO3/NaHCO3 CO32- / HCO3- R-H+ R+NO3- + AgCl Cation analysis RNH2 · Cu(NO3)2 R+Cl- + H2O + Py HCl H+ R+OH- AgNO3 Ag+ R+OH- Cu(NO3)2 Cu2+ R+OH- pyridine, HCl PyH+ R+OH-

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 123 6.4 เคร่ืองตรวจวดั สัญญาณ เครอ่ื งตรวจวดั สญั ญาณทดี่ จี ะต้องสามารถวิเคราะห์สารได้ในช่วงความเข้มขน้ กว้าง มีความไว้ ในการตรวจวัดสงู เครอ่ื งตรวจวัดสญั ญาณท่ีใช้เปน็ ครั้งแรกคอื เครอ่ื งตรวจวดั สญั ญาณ ค่าการนาไฟฟ้า วัดค่าการนาไฟฟ้าของไอออนที่ถูกชะออกมาจากคอลัมน์ ซ่ึงพัฒนามาใช้ในการวิเคราะห์ไอออนลบ ได้แก่ F- , CI- , Br- , I- , SO42- , NO3- , NO2- และ PO43- ต่อมาได้มีการพัฒนามาใช้ในการวิเคราะห์ ไอออนบวก และมีการนาเครื่องตรวจวัดสัญญาณแบบดูดกลืนแสงมาใช้ในการวิเคราะห์ไอออนท่ี สามารถดูดกลืนคล่ืนแสงในชว่ งอลั ตราไวโอเลต-วสิ เิ บิล (UV-Vis) เคร่อื งตรวจวัดสญั ญาณสาหรบั ไอออนโครมาโทกราฟมี หี ลายชนิด ไดแ้ ก่ 1. เครื่องตรวจวัดสัญญาณค่าการนาไฟฟ้า (conductivity detector) เป็นเคร่ืองมือ ตรวจวัดสัญญาณแบบครอบจักรวาล เน่ืองจากสามารถวัดไอออนทุกชนิด และหลักการทางานก็ง่าย อุปกรณ์ประกอบด้วยขัว้ ไฟฟ้าสองอนั จุ่มอยู่ในสารละลาย เมื่อให้ค่าความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าท้ัง สอง กระแสจะถกู เหนย่ี วนาในสารละลาย โดยค่าการนาไฟฟ้าจะข้นึ กบั ความเขม้ ขน้ ของสารละลาย ในกรณที ่ีตวั ชะมคี า่ การนาไฟฟา้ สูงอาจจะบดบังสัญญาณจากไอออนทตี่ ้องการวิเคราะห์ ดังน้ัน เครื่องตรวจวัดสญั ญาณค่าการนาไฟฟา้ จงึ นยิ มใชก้ ับไอออนโครมาโทกราฟีแบบมซี พั เพรสเซอร์ 2. เคร่ืองตรวจวัดสัญญาณทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical detector) ประกอบด้วย เซลไฟฟ้า เมื่อให้ศักย์ไฟฟ้าระหว่างข้ัวท้ังสอง จะเกิดกระบวนการอิเล็กโทรไลชิส มีการถ่ายเท อิเล็กตรอนข้ึนที่ผิวของขั้วไฟฟ้า ก่อให้เกิดกระแสข้ึน ตัวอย่างของไอออนที่สามารถตรวจวัดสัญญาณ ทางไฟฟ้าเคมไี ด้แก่ ไซยาไนด์ ซัลไฟด์ แอสคอเบท ไฮดราซนี อารเ์ ซไนด์ โบรไมด์ ไอโอไดด์ ไธโอซลั เฟต ไนไทรต ไนเทรต โคบอลต์ และเหลก็ เป็นต้น เครอ่ื งตรวจวัดสญั ญาณทางไฟฟา้ เคมีแบง่ ออกได้เป็น แอมเปอโรเมตรี (amperometry) และ คูลอมเมตรี (coulometry) เป็นการวัดกระแสท่ี เกิดขน้ึ เมอื่ ให้ศกั ย์ไฟฟา้ คงท่ี โวลท์แอมเมตรี (voltammetry) และ โพลาโรกราฟี (polarography) เป็นการวัดกระแสที่ เกดิ ขนึ้ เมอ่ื มกี ารเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟา้ โพเทนชิโอเมตรี (potentiometry) เมื่อให้กระแสคงท่ี วัดศักย์ไฟฟ้าท่ีเกิดขึ้น ศักย์ไฟฟ้าที่ เกดิ ขึน้ จะแปรตามความเข้มขน้ ของไออออนในสารละลาย

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง124 3. เครอ่ื งตรวจวัดสัญญาณดัชนีหักเห (refractive index detector) การวัดค่าดชั นีหักเห สามารถวัดได้ทั้งโดยตรงและโดยอ้อม ซง่ึ คา่ ดัชนีหกั เหจะขึ้นกบั น้าหนักโมลกุล สารท่ีมนี า้ หนักโมเลกุล มากจะใหค้ า่ ดัชนีหกั เหมากกว่าสารทม่ี ีนา้ หนกั โมเลกลุ นอ้ ย สารอนิ ทรยี จ์ ะมกี ารเปล่ียนแปลงค่าดชั นหี ัก เหเดน่ ชัดกว่าสารอนนิ ทรีย์ การวัดโดยตรง จะใชก้ ับการวเิ คราะห์สารประกอบอินทรีย์ เช่น สารประกอบของกรดคาร์บอก ซิลิก พอลิฟอสโฟเนต และซัลโฟเนียมไอออน หรือกรณีท่ีใช้ตัวชะเป็นสารอนินทรีย์ การวัดโดยอ้อม เปน็ การวดั ทีน่ ิยมใช้กนั มาก เชน่ ในกรณีทต่ี วั ซะเปน็ สารประกอบอนิ ทรีย์ การตรวจวัดสัญญาณเปน็ การ เปรยี บเทียบค่าดัชนหี กั เหระหว่างตัวชะอย่างเดียวกบั ไอออนที่ออกมาพร้อมกบั ตัวชะ คา่ ดชั นีหักเหจะ เปล่ยี นแปลงตามอุณหภมู ิ ดังนน้ั ในการตรวจวัดจงึ ต้องมีการควบคุมอณุ หภมู ิ 4. เครื่องตรวจวัดสัญญาณแบบดูดกลืนแสง เป็นเคร่ืองตรวจวัดสญั ญาณที่ให้ความจาเพาะ เจาะจงสูง โดยสามารถตรวจวดั การดดู กลืนแสงทค่ี วามยาวคล่นื ทเ่ี หมาะสม การตรวจวัดสัญญาณทาได้ สองวธิ ีคอื การวัดโดยตรงและการวัดโดยออ้ ม การวัดโดยตรงใช้กับไอออนที่สามารถดูดกลืนแสงได้โดยตรงในช่วงอัลตราไวโอเลต คือช่วง 190 ถึง 400 นาโนเมตร เช่น การวิเคราะห์ในไทรต์และไนเทรตไอออน ซ่ึงดูดกลืนแสงในช่วง อัลตราไวโอเลตได้ดี สาหรับไอออนบวกจะดูดกลืนแสงได้น้อย ดังน้นั ในการวิเคราะห์จะอาศัยการเกิด เป็นสารประกอบเชิงซ้อนกับลแิ กนดท์ ่ีเหมาะสมโดยอาจเตรียมก่อนการวิเคราะห์ หรือให้เกิดปฏิกริ ิยา ขณะผ่านเข้าสู่คอลัมน์ ตัวอย่างลิแกนด์ได้แก่ ไดไทโอคาร์บาเมตคลอไรด์ไอออน หรือสารอีดีทีเอ (EDTA) การวดั โดยอ้อม ใชใ้ นกรณีท่ีตวั ชะดดู กลนื แสงได้ดี และไอออนทีต่ ้องการวิเคราะห์ดูดกลืนแสง ไดน้ อ้ ยหรือไม่ดดู กลืนแสง เมอ่ื มไี อออนตัวอย่างผา่ นมาจะทาให้คา่ การดูดกลืนแสงลดลงไปเมอื่ เทยี บกับ ตวั ชะ ในปัจจุบันมีการพัฒนาโดยอาศัยการเกิดปฏิกิริยาที่ โพสต์คอลัมน์ (post column) โพสต์ คอลมั น์จะต่อไว้กบั ส่วนปลายของคอลมั น์ เมือ่ ไอออนถกู ชะออกมาจากคอลัมน์ ผา่ นมาทโ่ี พสต์คอลัมน์ ซึ่งมีการเติมสารเคมีที่เหมาะสมลงไป เรียกว่าสารไพสต์คอลัมน์ ปฏิกิริยาท่ีเกิดข้ึนจะได้สารที่มี คุณสมบัติเหมาะสมในการตรวจวัดสัญญาณ ซ่ึงวิธีน้ีเหมาะกับเครือ่ งตรวจวัดสญั ญาณการดูดกลืนแสง ในชว่ งอลั ตราไวโอเลต-วสิ ิเบิล

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 125 สารโพสตค์ อลัมน์ทใ่ี ช้ต้องมีคุณสมบัติในการเกิดปฏิกริ ิยากบั ไอออน เกิดเป็นสารประกอบท่ีมี คุณสมบัติเหมาะสมในการตรวจวัดสญั ญาณ ต้องมีความเสถียร ไม่เกิดปฏิกิรยิ ากบั ตัวชะ ไม่ก่อให้เกิด ตะกอนข้นึ ในระบบโดยผลผลิตทเี่ กดิ ข้ึนตอ้ งละลายไดด้ ี และตอ้ งไมก่ อ่ ให้เกิดสัญญาณรบกวน ตัวอย่าง ของสารโพสต์คอลัมน์ท่ีมีผู้ศึกษาและนามาใช้ในการวิเคราะห์ไอออนบวก ได้แก่ alizarin red S, arsenazo(II), chlorophosphonazo(III), quinolone, 4-(2-pyridylazo)-resorcinol (หรือ PAR) xylenol orange และ 8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid เป็นตน้ 5. เครื่องตรวจวัดสัญญาณอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทริก (atomic absorp- tion spectrometric detector) การนาอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรมิเตอร์มาใช้เป็นเคร่ือง ตรวจวัดสัญญาณของไอออนโครมาโทกราฟี จะต่างไปจากเครื่องตรวจวัดสัญญาณชนิดอื่น เนื่องจาก เครอ่ื งตรวจวัดสญั ญาณชนดิ นเี้ ปน็ การวัดอะตอมอสิ ระ และอัตราการไหลของทง้ั สองเคร่ืองมือแตกต่าง กันคือไอออนโครมาโทกราฟีโดยทั่วไปจะใช้อัตราการไหลของตัวชะประมาณ 1-2 มิลลิลิตรต่อนาที ขณะท่ีอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรมิเตอร์จะใช้สารละลายป้อนเข้าสู่ระบบด้วยอัตราการไหล 5 มิลลิลติ รตอ่ นาที ดังนัน้ จึงตอ้ งมกี ารต่อเครอื่ งมือทงั้ สองเขา้ ดว้ ยกันใหเ้ หมาะสม สาหรับเคร่ืองตรวจวัดสัญญาณชนิดนี้มีความจาเพาะเจะจงสูง แต่จะวิเคราะห์ใด้ทีละธาตุ เทา่ นั้น 6.5 การประยกุ ต์ ไอออนโครมาโทกราฟี อาศัยหลักการวิเคราะห์สารเช่นเดียวกับแก๊สโครมาโทกราฟีและโคร มาโทกราฟีเหลว โดยเปรยี บเทียบเวลารเี ทนชนั ของสารตัวอย่างและสารมาตรฐาน ไอออนโครมาโทกราฟีสามารถใช้ในการวิเคราะห์ท้ังไอออนบวก และไอออนลบรวม ทั้ง สารประกอบและกรดอนิ ทรีย์ต่างๆ ดังนั้นจึงมีการนาไปประยุกตใ์ นการวิเคราะห์สาขาต่างๆเช่น ด้าน ส่ิงแวดล้อม วิเคราะห์คุณภาพน้า ดิน และอากาศ วิเคราะห์คุณสมบัติของน้าฝน การประยุกต์ใน อตุ สาหกรรมต่างๆ การวเิ คราะหส์ ารเติมแตง่ ในอาหาร และผลติ ภัณฑท์ ่ไี ด้จากพชื ต่างๆ ด้านการแพทย์ โดยวเิ คราะหต์ วั อย่างเลอื ด ตัวอยา่ งนา้ ปัสสาวะ วิเคราะห์ยาบางชนิด เป็นตน้ โครมาโทแกรมแสดงการวเิ คราะห์หาสารกลมุ่ Haloacetic acids ในตัวอย่างนา้ ดมื่ แสดงดงั ภาพท่ี 6.7

126 ภาพท่ี 6.7 โครมาโทแกรมของสารกลุ่มกรดฮาโลแอซิติกและไอออนอ่ืนๆ ในตัวอย่างน้า จากการ วิเคราะห์โดยใช้เทคนิคไอออนโครมาโทกราฟี (1) fluoride, (2) acetate, (3) MCAA, (4) MBAA, (5) chloride, (6) unknown, (7) nitrate, (8) DCAA, (9) BCAA, (10) DBAA, (11) TCAA, (12) BDCAA, (13) CDBAA, (14) TBAA. ทีม่ า : (Uansiri, S. และ Kanchanamayoon, W., 2011 : p. 453-464) โครมาโทแกรมแสดงการวเิ คราะห์หาวตั ถุเจือปนอาหาร แสดงดังภาพที่ 6.7 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

127 ภาพที่ 6.8 โครมาโทแกรมของสารละลายมาตรฐานผสมวัตถุเจือปนอาหาร โดย Peak No. : 1=acetate 6 ppm, 2=propionate 6 ppm, 3=nitrite 2 ppm, 4=MSG 10 ppm, 5=malic acid 6 ppm, 6=bisulfite 6 ppm, 7=nitrate 6 ppm, 8=fumaric acid 6 ppm, 9=benzoate 6 ppm, 10=citric acid 6 ppm ท่มี า : (นิศาชล สริ ิมงคลกาล, 2556) มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

128 คาถามทบทวน 1. การนาซัพเพรสเซอร์มาใช้ในไอออนโครมาโทกราฟี เพ่ือวัตถปุ ระสงค์อะไร 2. หากทา่ นจะเลือกใช้ไอออนโครมาโทกราฟแี บบมีซพั เพรสเซอร์ ท่านจะเลือกซบั เพรสเซอร์ แบบใด อภปิ ราย 3. เคร่ืองตรวจวดั สญั ญาณสาหรับไอออนโครมาโทกราฟมี หี ลายชนิด หากทา่ นมงี บประมาณ จากดั ในการจดั ซือ้ ได้เพียงสองชนดิ เท่านน้ั ทา่ นจะเลอื กเครอ่ื งตรวจวคั สัญญาณชนิดใด โดยเรียงลาดับ ความสาคญั และความค้มุ ค่าของการใชง้ าน พร้อมอภปิ รายเทตผุ ล มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 129 เอกสารอา้ งองิ ธวัชชยั ศรวี บิ ูลย.์ (2551). เทคนิคการแยก (Separation Techniques). กรุงเทพ : สานักพิมพ์ มหาวิทยาลัยรามคาแหง. นศิ าชล สริ มิ งคลกาล. (2556). การวเคราะห์หาปรมิ าณวัตถุเจอื ปนอาหารบางชนิดในอาหารแปรรปู ด้วยไอออนโครมาโทกราฟี. วิทยานิพนธ์ หลักสูตรปรญิ ญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาเคมีวเิ คราะห.์ บณั ฑติ วิทยาลัย มหาวิทยาลัยศลิ ปากร. วรรณา กาญจนมยูร. (2551). หลกั ทางเคมีวิเคราะห์. ขอนแกน่ : โรงพมิ พม์ หาวทิ ยาลยั ขอนแก่น. Dilts, R. V., (1974). Analytical chemistry Methods of separation. New York : Van Nostrand. Haddad, P.R., Jackson, P.E., Shawa, M.J. (2003). Developments in suppressor technology for inorganic ion analysis by ion chromatography using conductivity detection. Journal of Chromatography A. 1000(1–2) : 725-742. Poole, C.F. (2005). Extaction. Solvent Extraction: Multistage Countercurrent Distribution, Encyclopedia of Analytical Science (Second Edition). Poole, C.F. and Poole, S.K. (2012). Principles and Practice of Solid-Phase Extraction. Comprehensive Sampling and Sample Preparation, 2, 273-297. Uansiri, S. and Kanchanamayoon, W. (2009). Trace analysis of haloacetic acids in water samples in Maha-Sarakham Province, Thailand. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 6(5) : 567-572. Uansiri, S. and Kanchanamayoon, W. (2011). Determination of Haloacetic Acids in Water Samples Using Ion Chromatography. งานประชุมวิชาการ The 12th Graduate Research Conference 2011, Khon Kaen University : 28 มกราคม 2554. p. 453-464.

มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏหม่บู า้ นจอมบงึ 130

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงบรรณานุกรม ธวัชชัย ศรวี บิ ลู ย์. (2551). เทคนคิ การแยก (Separation Techniques). กรุงเทพ : สำนักพมิ พ์ มหำวทิ ยำลัยรำมคำแหง. พัฒนำ เหล่ำไพบลู ย์. (255). โครมาโตกราฟแี บบของเหลวความดันสูง : หลกั การและการประยกุ ต์ใช.้ ขอนแก่น : ขอนแกน่ กำรพิมพ.์ นิศำชล สริ มิ งคลกำล. (2556). การวเคราะหห์ าปรมิ าณวัตถุเจือปนอาหารบางชนดิ ในอาหารแปรรปู ดว้ ยไอออนโครมาโทกราฟี. วทิ ยำนพิ นธ์ หลกั สูตรปรญิ ญำวิทยำศำสตรมหำบณั ฑติ สำขำวชิ ำเคมีวิเครำะห.์ บณั ฑติ วิทยำลัย มหำวทิ ยำลัยศลิ ปำกร. รุจริ ำ คมุ้ ทรัพย์ และกัญญำลกั ษณ์ กระทำง. (2020). กำรวเิ ครำะหห์ ำปริมำณสำรแอนทรำควิโนนจำก พชื ดว้ ยเทคนิค โครมำโทรกรำฟีของเหลวสมรรถนะสงู แบบวฎั ภำคย้อนกลับ. PSRU Journal of Science and Technology, 5(1) : 52-65. วรรณำ กำญจนมยรู . (2551). หลักทางเคมีวิเคราะห์. ขอนแกน่ : โรงพิมพม์ หำวทิ ยำลัยขอนแกน่ . Aryal, S. (2018). Column Chromatography. คน้ เมอื่ สิงหำคม 6, 2564. จำก URL : https://microbenotes.com/column-chromatography/ Deepak, D. (2014). Split /Splitless Injection in Capillary Gas Chromatography. คน้ เมือ่ กันยำยน 21, 2564. จำก URL : https://lab-training.com/benefits-of-split-splitless- injection-in-capillary-gas-chromatography/ Dilts, R. V., (1974). Analytical chemistry Methods of separation. New York : Van Nostrand. Generalic, E. (2018). Soxhlet extractor. Croatian-English Chemistry Dictionary & Glossary. คน้ เมอ่ื ธนั วำคม 6, 2564. จำก URL : https://glossary.periodni.com. Haddad, P.R., Jackson, P.E., Shawa, M.J. (2003). Developments in suppressor technology for inorganic ion analysis by ion chromatography using conductivity detection. Journal of Chromatography A. 1000(1–2) : 725-742.

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง132 Lab training. (2564). Split /Splitless Injection in Capillary Gas Chromatography. คน้ เมอื่ กนั ยำยน 21, 2564. จำก URL : https://lab-training.com/benefits-of-split- splitless-injection-in-capillary-gas-chromatography/ McMinn, D. (2000). Chromatography: GAS | Detectors: General (Flame Ionization Detectors and Thermal Conductivity Detectors). Encyclopedia of Separation Science. 443-447. Norasiah Mohammad, N. (2017) Optimization of silver nanoparticles sizes in Ag-Cu nanopaste as die-attach materials for high temperature applications. Masters thesis, Universiti Sains Malaysia. Philadelphia College of Pharmacy. (2012). Basic Instrumentation. (L. V. Allen, Editor, and Medicines Complete). ค้นเมอื่ ตลุ ำคม 8, 2564. จำก URL : http://www.medicinescomplete.com/mc/rem/current/c19-fig-19-5.htm Poole, C.F. (2005). Gas Chromatography: Detectors. Encyclopedia of Analytical. Science. Second Edition, Elsevier. . (2005). Extaction. Solvent Extraction: Multistage Countercurrent Distribution, Encyclopedia of Analytical Science (Second Edition). Poole, C.F. and Poole, S.K. (2012). Principles and Practice of Solid-Phase Extraction. Comprehensive Sampling and Sample Preparation, 2, 273-297. Stauffer, E., Dolan, J. A., Newman R. (2008). Gas Chromatography and Gas Chromatography—Mass Spectrometry, Fire Debris Analysis, 235-293. Thurman, E.M. and Snavely, K. (2000). Advances in solid-phase extraction disks for environmental chemistry. Trends in Analytical Chemistry, 19(1), 18-26. Uansiri, S. and Kanchanamayoon, W. (2011). Determination of Haloacetic Acids in Water Samples Using Ion Chromatography. งำนประชุมวชิ ำกำร The 12th Graduate Research Conference 2011, Khon Kaen University : 28 มกรำคม 2554. p. 453-464.

133 Uansiri, S., Vichapong J., Kanchanamayoon, W. (2016). Ultrasound-assisted low density solvent based dispersive liquid-liquid microextraction for determination of phthalate esters in bottled water samples. Chemical Research in Chinese Universities. 32 : 178–183. . (2018). HS-SPME for the Determination of Phthalate Esters in Vegetable Oil and Soft Drink Samples. Chiang Mai Journal of Science; 45(2) : 1052-1061. Wikimedia (2021). Nitrogen-phosphorus detection. ค้นเม่อื ธนั วำคม 1, 2564. จำก URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogen-phosphorus_detection.jpg มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง

มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏหม่บู า้ นจอมบงึ 134

ประวตั ิผเู้ ขยี น ดร.สุทธริ ักษ์ อว้ นศิริ อาจารยป์ ระจาสาขาวิชาเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั หม่บู ้านจอมบึง มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงประวตั ิการศึกษาวทิ ยาศาสตรบัณฑติ (เคมี) มหาวิทยาลยั มหาสารคาม ปรญิ ญาตรี วทิ ยาศาสตรมหาบณั ฑิต (เคม)ี มหาวิทยาลยั มหาสารคาม ปรญิ ญาโท ปรชั ญาดุษฎีบัณฑิต (เคม)ี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม ปริญญาเอก สาขาวชิ าการท่ีมคี วามชานาญ : เคมีวเิ คราะห์ การวเิ คราะห์เครื่องมอื ทางโครมาโทรกราฟี ประสบการณด์ ้านรายวชิ าท่ีสอน เคมี 1 และ 2 ปฏิบตั ิการเคมี 1 และ 2 เคมีทวั่ ไป เคมวี เิ คราะห์ 1 และ 2 เคร่ืองมอื วิเคราะห์ ปฏิบตั กิ ารเครื่องมือวิเคราะห์ เคมีเครอ่ื งสาอาง เคมอี ุตสาหกรรม เคมีสภาวะแวดลอ้ ม ปฏบิ ตั กิ ารเคมสี ภาวะแวดลอ้ ม สมั มนาเคมีเฉพาะทาง 1 เตรยี มฝกึ ประสบการณ์วชิ าชีพเคมี โลกของเรากับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สง่ิ แวดลอ้ มและคุณภาพชวี ิต

136 ผลงานวิจัย ผลงานตีพมิ พ์ Uansiri S, Vichapong J and Kanchanamayoon W. (2018). HS-SPME for the Determination of Phthalate Esters in Vegetable Oil and Soft Drink Samples. Chiang Mai Journal of Science, 45(2) : 1052-1061. นรีรตั น์ มะลยั , จรรยา พรหมเฉลมิ , รพีพรรณ กองตมู และสุทธริ ักษ์ อว้ นศริ ิ. (2561). การหา ปรมิ าณสารประกอบฟินอลกิ ท้ังหมดในผักเบ้ียใหญ่ (Purslane) ในเขตจงั หวัดราชบรุ .ี รายงานสบื เนอ่ื งจากการประชุมวชิ าการระดบั ชาตริ าชภฏั จอมบงึ วจิ ยั ครัง้ ที่ 6. วนั ที่ 1 มนี าคม 2561. หน้า 229-233. ผลงานนาเสนอ Kanchanamayoon W and Uansiri S (2017) Sample preparation methods for determination of phthalate esters in food samples by gas chromatography. 6th International Conference on Analytical Science and Spectroscopy (ICASS 2017), 19-23 June 2017, Québec, Canada. (poster presentation) Thongthummachat S, Thornpho W, Buttda R, Rattanadon B, Uansiri S, Leamsamrong K (2018) Total polyphenol, flavonoid contents and antioxidant capacity of peacock (Caesalpinia pulcherrima (L.) Sw) seed kernel. The Pure and Applied Chemistry International Conference 2018 (PACCON 2018), 7-9 February 2018, Hat Yai, Songkhla, Thailand. (poster presentation) มหา ิวทยาลัยราชภัฏหมู่ ้บานจอมบึง