ความสำคัญของการเตรียมตัวอย่าง

การเตรียมตัวอย่างก่อนการวิเคราะห์เป็นสิ่งที่มีความสำคัญยิ่ง เนื่องจากสารในตัวอย่างที่นำมาวิเคราะห์ส่วนใหญ่มีองค์ประกอบหลายชนิด เช่น การวิเคราะห์สารที่สนใจในตัวอย่างประเภท อาหาร เครื่องดื่ม ดิน พลาสติก เป็นต้น ซึ่งพบว่าความผิดพลาดของผลการวิเคราะห์ที่เกิดขึ้นที่พบมากที่สุดเกิดจากการเตรียมตัวอย่างถึง 30 % รวมไปจนถึงโดยส่วนใหญ่เมื่อพิจารณาเวลาที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมีนั้นพบว่าในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างจะค่อนข้างใช้เวลามากที่สุดเมื่อเทียบกับขั้นตอนอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นการวิเคราะห์ การจัดเก็บหรือการจัดการข้อมูล ซึ่งนั้นย่อมแสดงว่าการเตรียมตัวอย่างมีความจำเป็นอย่างมากที่จะทำให้ได้มาซึ่งผลการวิเคราะห์ที่ถูกต้องและแม่นยำ ดังนั้นการเตรียมตัวอย่างที่ดีและเหมาะสมจึงมีความสำคัญและจำเป็นอย่างมากซึ่งจะส่งผลโดยตรงกับการวิเคราะห์ตัวอย่างด้วยเครื่องมือวิเคราะห์เป็นอย่างมาก เช่น ทำให้ได้ผลวิเคราะห์ที่ดี ไม่เสียเวลาวิเคราะห์นานเกินจำเป็น หรือแม้กระทั่งส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือวิเคราะห์ได้ ดังนั้นเราจึงควรให้ความสำคัญและใส่ใจในการเตรียมตัวอย่างให้ถูกต้อง

วัตถุประสงค์ในการเตรียมตัวอย่าง

1. ตัวอย่างอยู่ในสภาพที่ไม่เหมาะสมกับการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์แคดเมียมในกุ้ง เราไม่สามารถนำเนื้อกุ้งเข้าไปในเครื่องมือวิเคราะห์ได้ ตัวอย่างเนื้อกุ้งจำเป็นต้องละลายเอาแคดเมียมให้อยู่ในรูปสารละลายก่อนการวิเคราะห์

2. สารที่สนใจวิเคราะห์มีสารรบกวนหรือสารปนเปื้อนต่อการวิเคราะห์ ดังนั้น การเตรียมตัวอย่างเบื้องต้น หรือ การเตรียมตัวอย่างจึงเป็นการลดหรือกำจัดการปนเปื้อนได้ แยกสารที่สนใจออกจากสารรบกวน ทำให้ความเข้มข้นที่วิเคราะห์ได้มาจากสารที่สนใจเท่านั้น

3. สารที่สนใจวิเคราะห์มีความเข้มข้นของสารที่จะวิเคราะห์ต่ำเกินไป จนเครื่องมือวิเคราะห์ไม่สามารถวิเคราะห์ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องทำให้มีสารที่มีความเข้มข้นสูงมากพอที่เครื่องมือจะตรวจวัดได้ เช่นยาฆ่าแมลงในน้ำดื่มซึ่งมีปริมาณต่ำมากจะต้องหาวิธีที่จะทำให้ตัวอย่างมีความเข้มข้นมากพอที่จะวิเคราะห์ได้

การเตรียมตัวอย่างสามารถทำได้หลายหลายวิธี เช่น การสกัด การย่อย การขจัดสิ่งปนเปื้อน การทำให้เข้มข้นขึ้น การกรอง เป็นต้น ซึ่การจะเลือกใช้วิธีการเตรียมตัวอย่างแบบใดขึ้นอยู่กับสมบัติของสาร ความเข้มข้นของสารที่สนใจวิเคราะห์ สิ่งปนเปื้อน ฯลฯ นอกจากนี้ในการเลือกวิธีการเตรียมตัวอย่างยังขึ้นอยู่กับเทคนิควิเคราะห์ และเครื่องมือที่ใช้วิเคราะห์ ซึ่งเครื่องมือที่ใช้วิเคราะห์แต่ละชนิดจะมีการเตรียมตัวอย่างที่แตกต่างกันไป ดังแสดงในตาราง

สารที่สนใจวิเคราะห์	การเตรียมตัวอย่าง	เครื่องมือที่ใช้วิเคราะห์
สารอินทรีย์	การสกัด, การทำให้เข้มข้นขึ้น, การขจัดสิ่งปนเปื้อน, การทำ derivatization	GC, HPLC, GC/MS, LC/MS
สารอนินทรีย์	เปลี่ยนให้อยู่ในสภาวะที่ระเหยได้, การทำให้เข้มข้นขึ้น	GC, GC-MS
โลหะ	การสกัด,การทำให้เข้มข้นขึ้น	AA, GFAA, ICP, ICP/MS
อโลหะ	การสกัด, การทำ derivatization, การทำให้เข้มข้นขึ้น	UV-VIS spectrometer, ion chromatography
ไอออน	การสกัด, การทำให้เข้มข้นขึ้นการทำ, derivatization	IC, UV-VIS
กรดอะมิโน/ไขมัน/คาร์โบไฮเดรต	การสกัด, การขจัดสิ่งปนเปื้อน	GC, HPLC, electrophoresis

เทคนิคการเพิ่มความเข้มข้นของสารละลาย (Pre-concentration)

เป็นการนำสารละลายที่มีอยู่แล้วมาทำให้เข้มข้นขึ้น เพื่อที่จะสามารถตรวจวัดค่าได้ ยกตัวอย่างการเพิ่มความเข้มข้นของสารละลาย เช่น เครื่องระเหยสารละลายด้วยก๊าซไนโตรเจน (Nitrogen Concentrator) หรือเครื่องเพิ่มความเข้มข้นของตัวอย่างสารละลาย (Sample Concentrator)ก่อนการนำไปวิเคราะห์ โดยการใช้ก๊าซไนโตรเจนเป่าไล่ไอระเหยของสารละลายออกเหมาะสำหรับตัวอย่างที่มีปริมาตรเยอะและมีจำนวนตัวอย่างมาก หลักการทำงานคือเป่าไนโตรเจนบนพื้นผิวของตัวอย่าง เพื่อเร่งการระเหยและแยกตัวทำละลายในตัวอย่าง ซึ่งจะสามารถเตรียมตัวอย่างจำนวนมากในเวลาเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพพร้อมกัน เหมาะสำหรับตัวอย่างที่มีปริมาตรเยอะและมีจำนวนตัวอย่างมากสามารถปรับอัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจนได้ในแต่ละแถวของหลอด พร้อมมีตัววัดระดับอัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจน
 
Ref: ศิริวัลย์ สร้อยกล่อม นักวิจัยชำนาญการพิเศษ ฝ่ายเครื่องมือและวิจัยทางวิทยาศาสตร์ สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. ม.เกษตรศาสตร