เทคนิค-Fourier-Transform-Infrared-Spectroscopy

เทคนคิ Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)

เป็นเทคนิคที่ใช้แพร่หลายในวงการ อุตสาหกรรมต่างๆ ทั้งงานวิจัยด้านการแพทย์และ
งานวิจัยทางชีวภาพ นิยมใช้ในอุตสาหกรรมยาเนื่องจากมกี าร ระบุไว้ในเภสัชตำรับ หรือใน
กระบวนการผลิตยาสมัยใหม่ รวมถึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในงานประกันคุณภาพ โดยเฉพาะ
ในการใช้เทคนคิ เพื่อตรวจเอกลกั ษณ์ยาหรือวัตถดุ ิบตั้งต้นหรือสารสังเคราะห์ เทคนิค FT-IR
สามารถ วิเคราะห์ตวั อย่างไดท้ ้ัง 3 สถานะ โดยการวัดการดูดกลืนแสงทีอ่ ยใู่ นชว่ งอินฟราเรด
ซึ่งแบ่งได้เป็น Far IR, Mid IR และ Near IR ซึ่งลักษณะสเปคตรัมการดูดกลืนแสงของสาร
แต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติเฉพาะทำให้ได้ โครงสร้างของโมเลกุลนั้นๆเป็นเทคนิคการกระตุ้น
สารด้วยพลังงานแสงช่วงแสงอินฟราเรด (infrared light) ที่ความยาวคลื่นต่าง ๆ เป็นอีก
เทคนคิ หนึ่งท่สี ามารถบอกหมูฟ่ ังก์ชันในสาร นิยมใชเ้ ป็นเทคนคิ สำหรับหาเก่ยี วกับโครงสรา้ ง
ของสารอินทรีย์ เช่น สารที่วิเคราะห์อาจจะมี หมู่ hydroxly(-OH), methyl (-CH3) หรือ
carbonly (-CO)

ปจั จุบันเครอ่ื งอนิ ฟาเรดสเปกโทรมเิ ตอรจ์ ะเปน็ แบบฟูเรียรท์ รานสฟ์ อรม์ หรือเคร่ือง FITR ซ่ึง
ใช้ หลักการการดูดกลืนสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
หลักการทำงานของ เครื่อง FTIR ดังนี้หลังจากให้ความร้อนช่วงอุณหภูมิ 1,000-8,000
องศาเซลเซียส กับแหล่งกำเนิดรังสีแล้วรังสีอินฟาเรดที่ถูกปล่อยออกมาจะผ่านไปยังเซลล์
ตัวอยา่ ง ทำให้ดูดกลนื รงั สีตรงกบั ความถ่กี ารส่ันหลกั มูลของพนั ธะ ซ่งึ ความเขม้ ของสญั ญาณ
จะวิเคราะห์ด้วยเครื่องตรวจหาได้ลักษณะเป็นคลื่น หลังจากประมวลผลโดยการแปลงฟู
เรียร์ (Fourier transformation) จะเปลี่ยนเป็น เส้นสเปกตรัมความสัมพันธ์ระหว่างความ
เขม้ และความถี่

เคร่ืองอนิ ฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์สามารถแบง่ เป็น 2 แบบ ไดแ้ ก่ แบบกระจาย (dispersive)
และแบบฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์ม (Fourier transform) เครื่องทั้งสองประเภทมีส่วนประกอบ
หลัก ดังนี้

1. แหล่งกำเนิดแสง ทำหน้าที่ให้รังสีอินฟาเรด ได้แก่ ใยเนิรนสต์ (Nernst filament) โกล
บาร์ (globar) และลวดนิโครม แต่ที่นิยม คือ ใยเนิรนสต์ทำจากออกไซด์ของเซอร์โคเนียม
(ZrO2 ) ทอเรียม (ThO2 ) และซีเรียม (CeO2 ) ให้พลังงานสูงสุด 5,500 cm-1 และโกลบาร์
ลักษณะเป็นแท่งซิลคิ อนคาร์ไบด์ (silicon carbide) ให้พลังงานสูงสุด 7,100 cm-1 สำหรับ
เครื่องอินฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์แบบกระจาย (dispersive infrared spectrometer)
ลำแสงจะแยกเปน็ สอง ลำแสงผ่านไปยงั เซลลต์ ัวอย่างและเซลล์อา้ งอิง

2. เซลลต์ วั อย่าง สำหรับตัวอยา่ งบางชนดิ ตอ้ งบรรจใุ นเซลล์ตัวอยา่ งกอ่ นวิเคราะห์โดยสว่ น
ใหญ่เซลลต์ ัวอยา่ งทำมาจากเกลอื ของแฮไลด์ เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) โพแทสเซียมโบร
ไมด์ (KBr) ลิเทียมฟลูออไรด์ (LiF) และซิลเวอร์คลอไรด์ (AgCl) เป็นต้น มีลักษณะโปร่งใส
และไมด่ ดู กลนื รงั สอี นิ ฟาเรดช่วงเดยี วกบั ตวั อย่าง

3. ตัวทำแสงเอกรงค์ เป็นสว่ นประกอบเฉพาะเครอื่ งอนิ ฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์แบบกระจาย
เท่านั้น ทำหน้าที่เลือกความยาวคลื่นนิยมใช้เกรตติงมากกว่าปริซึมเนื่องจากการแยกชัด
(resolution) สงู กวา่

4. เครื่องตรวจหา ทำหน้าที่เปลี่ยนความเข้มของรังสีที่ผ่านตัวอย่างเป็นสัญญาณไฟฟ้า
ได้แก่ เครื่องตรวจหาเทอร์โมคัปเพิล (thermocouple detector) มีการตอบสนอง
สัญญาณช้าจึงเหมาะสำหรับเครื่องอินฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์แบบกระจาย เครื่องตรวจหา
ดิวเทอเรเทดไทรไกลซีนซัลเฟต (deuterated triglycine sulfate detector) และ
เครื่องตรวจหาสภาพนำแสงทำจากโลหะผสมของ ปรอทและแคดเมียม (Hg/Cd) เทลลูไลต์
(Tellurite, Te) หรืออินเดียมแอนติโมไนด์ (Indium antimonide, InSb) ส่วนเครื่องตรวจ
หาสภาพนำแสงนิยมกับเครื่องอินฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์แบบฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์ม เรียกชื่อ
ย่อว่า เอฟทีไออาร์ ( Fourier transform infrared spectroscopy, FITR) ซึ่งมีการ
ตอบสนองสัญญาณไวกวา่ เครอ่ื งตรวจหาเทอร์โมคัปเพิล

5. เครื่องบันทึก ทำหน้าที่บันทึกสัญญาณที่ออกมาจากเครื่องตรวจหา ส่วนใหญ่การ
วิเคราะห์ หมู่ทำหน้าที่ของสารอินทรีย์ด้วยเครื่องอินฟาเรดสเปกโทรมิเตอร์จะเป็นโหมด
(mode) การดูดกลืน มากกว่าการสะท้อน ปัจจุบันสเปกตรัมแบบดูดกลืนนิยม พลอต

(plot) ความสัมพันธ์ระหว่างร้อยละความส่งผ่าน (%T) และเลขคลื่น (  , cm-1 ) ตามกฎ
ของ เบยี ร์-แลมเบริ ต์