| องค์ประกอบและการทำงานของเครื่อง NMR |
|
เครื่อง NMR ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 4 ส่วนคือ 1. เครื่องคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ในการควบคุมการประมวลผลข้อมูล (Computer Control or WorkStation) : ทำหน้าที่สั่งงานเครื่อง NMR ประมวลผล และสั่งพิมพ์ผลการทดลอง 2. ส่วนควบคุมปฏิบัติการ (Spectrometer console) : ทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณไปกระตุ้นสารตัวอย่างภายใน magnet และตรวจจับสัญญาณที่สารตัวอย่างปล่อยออกมาแล้วส่งไปให้ Computer Control 3. แม่เหล็กกำลังสูง (Magnet) : ทำหน้าที่ในการสร้างสภาวะที่เหมาะสมในการทดลองโดยให้สนามแม่เหล็กความเข้มสูง ที่คงที่ (Strong and homogenous magnetic field) โดยความเข้มของสนามแม่เหล็กจะสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นวิทยุที่ผ่านเข้าไปยังเครื่อง ดังนั้นจึงนิยมที่จะระบุสมรรถนะหรือ specification ของเครื่อง NMR ในรูปแบบของค่าความถี่ เช่น 60 MHz, 100 MHz, 300 MHz และ 400 MHz เป็นต้น 4. หัวตรวจหรือโพรบ (NMR Probe) : ติดตั้งอยู่ด้านในระหว่างแม่เหล็กทั้ง 2 (magnet gap) และมีหน้าที่คอยช่วยพยุงหรือรักษาระดับ (hold) ของสารตัวอย่าง
ส่วนประกอบของเครื่อง NMR (ที่มา http://slideplayer.com/slide/6504892)
การประยุกต์ใช้งาน การทดสอบตัวอย่างด้วยเครื่อง NMR นั้นจะให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของสารที่เราต้องการวิเคราะห์ได้ดังนี้ - การระบุตำแหน่งของอะตอมในโมลกุล (allocating particular atoms in a molecule) - การระบุโครงสร้างของสาร (structural indentification) - การวัดอัตราส่วนของสารในสารผสม (measuring ratio of components in a mixture) - การบอกโครงแบบสัมพัทธ์ (defining relative configuration) จะเห็นได้ว่าข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค NMR นั้นมีความสำคัญและเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อนักเคมีและนักวิจัยในการใช้เพื่อพิสูจน์เอกลักษณ์ของโมเลกุลที่สนใจ โดยตัวอย่างการนำเทคนิค NMR ไปใช้งานเช่น การวิเคราะห์ปริมาณฟอสเฟตที่เป็นส่วนประกอบของสารปรุงแต่งในอาหารแช่แข็ง ในอุตสาหกรรมอาหารแช่แข็งนั้นเป็นที่ทราบกันดีว่ามีการนำสารกลุ่มโพลีฟอสเฟตเข้ามาใช้ผสมเคลือบผิวของอาหารก่อนนำไปแช่แข็ง เพื่อช่วยลดการสูญเสียน้ำหนัก เนื่องจากสารประกอบอนินทรีย์ฟอสเฟตมีคุณสมบัติรักษาคุณภาพของเนื้อสัตว์ได้เช่นช่วยเพิ่มความสามารถในการอุ้มน้ำของเนื้อ ช่วยให้เนื้อมีคุณภาพทางเนื้อสัมผัสและประสาทสัมผัสที่ดีขึ้น (ความนุ่มความฉ่ำน้ำ สี กลิ่นและรส) ถึงแม้ว่าจะมีการอนุญาติให้ใช้สารประกอบฟอสเฟตในอุตสาหกรรมอาหารอย่างแพร่หลาย แต่ก็มีการกำหนดปริมาณที่อนุญาติให้ใช้ได้ในระดับที่ไม่มีอันตรายต่อผู้บริโภค โดยข้อดีของเทคนิค NMR นั้น คือเป็นเทคนิคที่ทำการตรวจวัดได้ง่าย รวดเร็ว แม่นยำและมีความจำเพาะเจาะจงสูงเนื่องมาจากลักษณะเฉพาะของธาตุนิวเคลียสแต่ละชนิดั้ให้สัญญานการดูดกลืนพลังงานที่แตกต่างกัน โดยตัวอย่างสเปคตรัม NMR ของการตรวจวัดสารประกอบฟอสเฟตในเนื้อหมูแช่แข็ง
สเปคตรัมของสารประกอบฟอสเฟต (PO4) และไพโรฟอสเฟต (P2O7) ที่ตรวจวัดได้จากเนื้อหมูแช่แข็ง และสารมาตรฐาน methylenediphosphonic acid (MDPA) และ examethyl- phosphoroamide (HMPA)
|
