HPLC คืออะไร? หลักการทำงานและการใช้งานในห้องปฏิบัติการ

การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) หรือเครื่องโครมาโทรกราฟีชนิดของเหลวประสิทธิภาพสูง ถือเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยา อาหาร และในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องการความแม่นยำ

โดยในบทความนี้เอเพกซ์จะอธิบายเกี่ยวกับหลักการทำงาน ประโยชน์ และการประยุกต์ใช้งานของ HPLC เพื่อให้คุณเข้าใจมากยิ่งขึ้น

HPLC คืออะไร?

HPLC หรือที่ย่อมาจาก High-Performance Liquid Chromatography เป็นเทคนิคทางโครมาโตมากราฟีที่ใช้ในการแยก วิเคราะห์ และระบุองค์ประกอบของสารประกอบในตัวอย่างของเหลว
โดยอาศัยหลักการแยกสารผ่านกระบวนการดูดซับ และกระจายตัวของสารในคอลัมน์ (Column) 

ซึ่งประกอบด้วย 2 เฟส (Phase) ที่สำคัญ ได้แก่

• Stationary Phase (เฟสคงที่)
  ส่วนสารที่ถูกตรึงอยู่กับที่ในคอลัมน์หรือบนพื้นผิวรองรับ โดยเมื่อสารตัวอย่างผ่านเข้าไปในคอลัมน์ เฟสคงที่จะทำหน้าที่ดึงดูดหรือจับสารที่ต้องการแยกออกจากกัน
• Mobile Phase (เฟสเคลื่อนที่)
  ของเหลวที่ไหลผ่าน เฟสคงที่ (Stationary Phase) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพาสารตัวอย่างผ่านคอลัมน์ เพื่อให้เกิดการแยกสารอย่างมีประสิทธิภาพ

ความสำคัญของ Solvent ใน HPLC

Mobile Phase ประกอบด้วย ตัวทำละลาย (Solvent) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสาร ทั้งในด้านการควบคุมการโต้ตอบระหว่างตัวอย่าง และคอลัมน์ รวมถึงการลดสัญญาณรบกวน (Noise) เพื่อผลวิเคราะห์ที่น่าเชื่อถือ

ด้วยเหตุนี้ การเลือกใช้ Solvent ที่เหมาะสม จึงมีความสำคัญ เอเพกซ์ เคมิเคิล พร้อมนำเสนอ Solvent & Reagent HPLC Grade จาก Fisher Chemical ซึ่งเป็นแบรนด์ชั้นนำในเครือ Thermo Fisher Scientific ที่ออกแบบมาเพื่อตอบโจทย์งานวิเคราะห์ที่ต้องการความแม่นยำสูง

Solvent & reagent HPLC grade

Note : โดยในการเตรียมตัวอย่าง และตัวทำละลาย จำเป็นต้องทำด้วยความระมัดระวัง เพื่อป้องกันการปนเปื้อน

องค์ประกอบ และหลักการทำงานของ HPLC

ระบบ HPLC ประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก ได้แก่

• Pump : ทำหน้าที่ส่งตัวทำละลาย และควบคุมการไหลของเฟสเคลื่อนที่ (Mobile Phase)
• Injection Valve : ใช้สำหรับฉีดสารตัวอย่างเข้าสู่คอลัมน์ (Column)
• Column : ใช้ในการบรรจุ Stationary Phase (เฟสคงที่) เพื่อใช้แยกสารประกอบ
• Detector : เครื่องตรวจวัดองค์ประกอบของสารที่ผ่านออกจากคอลัมน์

หลักการทำงานของ HPLC

การทำงานของ HPLC สามารถอธิบายได้เป็นขั้นตอนดังนี้

• Sample Preparation
  เตรียมตัวอย่างให้อยู่ในรูปสารละลาย โดยละลายตัวอย่างใน Mobile Phase หรือ Solvent เกรดที่เหมาะสม
• Sample Injection
  โดยใช้ Injection Valve หรือ Autosampler เพื่อป้อนตัวอย่างเข้าสู่คอลัมน์
• Chromatographic Separation
  Pump ทำหน้าที่พา Mobile Phase และตัวอย่างผ่านคอลัมน์ สารแต่ละชนิดในตัวอย่างจะเคลื่อนที่ผ่านคอลัมน์ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน
• Detection & Data Acquisition
  เมื่อสารแต่ละชนิดออกจากคอลัมน์ Detector จะตรวจจับและแปลงข้อมูลเป็นพีค (Peak) บนโครมาโตแกรม (Chromatogram)

ซึ่งสารในตัวอย่างจะถูกแยกตามความเข้ากันของสารกับ Mobile Phase และ Stationary Phase

โดยสารที่มีปฏิสัมพันธ์กับ Stationary Phase น้อยจะออกจากคอลัมน์ก่อน โดยแสดงผลการวิเคราะห์ในรูปแบบของ โครมาโตแกรม (Chromatogram)

ซึ่งแสดงพีคของสารแต่ละชนิดตามเวลาที่ใช้ในการวิเคราะห์ สามารถใช้วิเคราะห์หาปริมาณ ความเข้มข้น และองค์ประกอบของสาร ได้อย่างแม่นยำ

ตัวอย่างพีค (Peak) บนโครมาโตแกรม (Chromatogram)

• แกน X แสดงเวลาในการกักเก็บ (Retention Time) ซึ่งเป็นเวลา (Minutes) ที่สารแต่ละชนิดใช้เคลื่อนที่ผ่านคอลัมน์และถูกตรวจจับโดย Detector
• แกน Y แสดงค่า Intensity บ่งบอกถึงปริมาณของสารที่ถูกตรวจพบนั่นเอง

ประโยชน์ของเครื่อง HPLC

เครื่อง HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) เป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่มีความแม่นยำสูง และมีบทบาทสำคัญในงานวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ โดยมีจุดเด่นดังนี้

• High Accuracy
  มีความแม่นยำสูง สามารถแยกสารที่มีองค์ประกอบใกล้เคียงกันได้อย่างละเอียด และมีการบันทึกผลลัพธ์ในรูปแบบกราฟที่แสดงการแยกองค์ประกอบได้ชัดเจน
• Detection of Low Concentration Substances
  สามารถตรวจสอบปริมาณสารประกอบได้ในระดับ ppm จนถึง ppb ได้อย่างแม่นยำ
• Excellent for Complex Sample Analysis
  วิเคราะห์สารตัวอย่างที่ซับซ้อน และมีองค์ประกอบหลายชนิดได้ในเวลาเดียวกัน
• Versatility in Sample Types HPLC
  สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างของเหลวได้หลากหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นสารละลายทั่วไป น้ำมัน หรือสารผสมที่มีความซับซ้อนสูง

Tips : โดยตัวอย่างที่เป็นของแข็งสามารถนำไปเตรียมให้อยู่ในรูปของสารละลายก่อนทำการวิเคราะห์ได้เช่นกัน เพื่อให้การใช้งานเครื่อง HPLC มีประสิทธิภาพสูงสุด

การประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรม

จากที่ทุกคนได้เห็นถึงประโยชน์ของการวิเคราะห์ด้วย HPLC แล้ว จะเห็นได้ว่า HPLC เป็นเทคนิคที่มีความยืดหยุ่นและมีความแม่นยำสูง ทำให้ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอุตสาหกรรมที่ต้องการควบคุมคุณภาพ และวิเคราะห์ส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์อย่างละเอียด เช่น

• อุตสาหกรรมยา
  ใช้ตรวจสอบปริมาณสารออกฤทธิ์ในยาต่าง ๆ เพื่อยืนยันความถูกต้องของปริมาณสารสำคัญในยา รวมถึงการวิเคราะห์สิ่งเจือปน (Impurities) ที่อาจส่งผลต่อความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ยาอีกด้วย
• อุตสาหกรรมอาหาร
  ตรวจสอบสารปนเปื้อน สารกันเสีย เช่น ยาฆ่าแมลง สารกันบูด หรือสารปรุงแต่งอาหาร เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ปลอดภัยต่อการบริโภค นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิเคราะห์ส่วนประกอบของอาหาร เช่น กรดอะมิโน วิตามิน และน้ำตาลได้อีกด้วย
• อุตสาหกรรมเคมี
  วิเคราะห์องค์ประกอบของสารเคมีผสมที่มีความซับซ้อน เพื่อตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสารเคมี รวมถึงควบคุมคุณภาพในกระบวนการผลิตต่าง ๆ
• อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง
  ตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น การวิเคราะห์ปริมาณสารกันเสีย สี น้ำหอม และสารออกฤทธิ์ต่าง ๆ เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ปลอดภัยต่อผู้บริโภค
• งานวิจัย และพัฒนา
  ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างของสารประกอบใหม่ ๆ การศึกษาปฏิกิริยาเคมี และการตรวจสอบสารประกอบที่ได้จากการสังเคราะห์
  
  

เอเพกซ์ สรุปให้…

HPLC เป็นเทคนิคสำคัญในการวิเคราะห์ที่ใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม การเลือกใช้ Solvent & Reagent ที่เหมาะสมกับเทคนิคที่ใช้วิเคราะห์นั้นมีความสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการแยกสาร ลดสัญญาณรบกวน และช่วยปกป้องเครื่องมือวิเคราะห์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำสูงสุด