관성능 (분리성능)에 변화를 줄 수 있는 요인들

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관성능 (분리성능)에 변화를 줄 수 있는 요인들

• N : L을 늘이기 보다 H를 줄여야함 (시간, 경제적부담)

• H : 입자 크기 감소 시키면 됨 (LC의 경우 용매 점도 감소)

• k (머무름인자) : 증가시키면 분석의 성능은 좋아지나 분 석시간이 증가함 (GC의 경우 온도 증가, LC의 경우 용매 기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

1 석시간이 증가함 (GC의 경우 온도 증가, LC의 경우 용매 조성에 변화를 줄 수 있음)

• α (선택인자) : 1일 경우 정해진 한도 ( k = 1-5)내에서 1) pH변화

2) 온도변화

3) 정지상 변화

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분리의 기술

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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분리의 기술

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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분리의 기술

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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크로마토그래피 중요 수식 정리

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숙 제

30.0 cm 관으로 물질 A와 B를 분리할 때 머무름 시간은 각각 16.40분과 17.63 분이었다. 머물지 않는 화학종은 1.30분 만에 관을 통과하였다. A와 B의 봉우리 나비(밑변에서)는 각각 1.11분과 1.21분이었다. 다음을 계산 하시오.

(a) 관의 분리능

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

6 (a) 관의 분리능 (b) 관의 평균단수 (c) 단높이

(d) 1.5의 분리능을 얻기 위해 필요한 관의 길이

(e) 더 긴 관으로 물질 B를 용리 하는데 걸리는 시간

(f) 원래의 30cm 관과 원래의 시간으로 1.5의 분리능을 얻는데 필요한 단높이

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크로마토그래피 분석의 최적화

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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크로마토그래피 종류

- Paper Chromatography

- LC (Liquid Chromatography) – TLC, HPLC - GC (Gas Chromatography)

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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Column 은 유리관(column)과 같은 원기둥 모양의 관에 산화알 루미늄이나 이온교환수지 등을 충전한 것이다. 칼럼의 충전제로 서 산화알루미늄 ·활성탄 ·산화마그네슘 등을 사용한 것을 흡착 크로마토그래피 녹말 셀룰로오스 등을 사용한 것을 분배크로

컬럼크로마토그래피

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

9 크로마토그래피, 녹말 ·셀룰로오스 등을 사용한 것을 분배크로

마토그래피, 이온교환수지를 사용한 것을 이온교환 크로마토그

래피 및 분자크기를 이용하여 분리하는 것을 크기배제크로마토

그래피라고 한다.

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크로마토그래피의 기본원리

흡착 크로마토그래피 (액체-고체)

실리카젤, 알루미나

분배 크로마토그래피 (액체-액체)

불활성 지지체의

이온교환 크로마토그래피

이온 그룹을결합

크기 배제 크로마토그래피

화학적으로 불활성 인 다공성&3차원적

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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실리카젤, 알루미나

정시상의 silanol 그 룹과 시료의 극성 작용기와의 상호작 용을 이용하여 비극 성 물질 분리

불활성 지지체의 흡착 혹은 결합된 액체층으로 극성 과 비극성 모두 된 다.

시료가 이동상과 정지상 액체에 용 해도 차에 따라 분 배 됨으로써 분리 됨

이온 그룹을결합 시킨 다공성 수지

분석하고자 하는 시료에 있는 이온 종과 정지상의 전 하 (시료와 반대 전하를 가짐) 와의 상호작용을 이용 하여 분리

인 다공성&3차원적 으로 네트웍을 이룬 겔 혹은 무기 고체 시료를 크기 별로 분 리한다.

크기가 작은 시료는 정지상의 작은 구멍 까지 다 거쳐 나오므 로 컬럼을 빠져나 오 는데 시간이 오래걸 린다

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최초로 사용된 분석법

고정상으로 사용하는 컬럼과 분석하려는 시료간의 흡착력을 이동상으로 사용하는 용 매가 서로 떨어뜨리는 차이 à 고체-액체 크로마토그래피

흡착제로는 실리카겔, 활성알루미나 ·활성탄등이 사용되며 이동상으로 Hexane, n- propanol 등이 사용

수소결합 (hydrogen bonds), Van der Waals force

정상 (Normal phase) Chromatography : 고정상 à 극성(Silica), 이동상 à 비극성 일반적으로 비극성 용매에 녹는 시료 분석에 사용

흡착크로마토그래피(absorption)

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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일반적으로 비극성 용매에 녹는 시료 분석에 사용

이동상의 극성이 강할수록 머무르는 시간이 감소, 시료분자의 극성이 클수록 머무르는 시간이 증가

Si-OH

Si-OH---OH O

Hexane

polar

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분배크로마토그래피 (partition)

액체-액체 크로마토그래피 정지상이 지지체에 물리적으로 흡 착 되 어 있 음 ( 예 : P a p e r c h r o m a t o g r a p h y ) 간단한 예로 종이를 용매에 담가 두었다가 (정지상을 물리적으로

Bonded phase chromatography

정지상이 지지체에 화학적으로 결합되어 있음. 액체-액체 크로 마토그래피가 갖고 있었던 문제 (서로 섞이지 않는 두 용매를 찾

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

12 두었다가 (정지상을 물리적으로 흡착시키는 방법이라 할 수 있다.) 꺼내말린 후 시료로 종이에 작은 점을 찍고 이동상에 담근 후 시료 의 정지상과 이동상에 대한 용해 도 차이로 물질을 분리하는 방법 이때 정지상과 이

동상은 용매 성질 이 매우 달라 서로 에 대해 용해도가 없어야 한다.

(서로 섞이지 않는 두 용매를 찾 기 어려움, 정지상이 이동상에 점 점 고 갈 됨 , s o l v e n t gradient를 할 수 없음)

대 부 분 해 결 , 최 근 대 부 분 의

HPLC를 이용한 분석을 BPC로

행해지며 고정상의 극성과 이동

상인 극성에 따라 순상 크로마

그 래 피 와 역 상 크 로 마

토그래피로 분리한다.

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정상상컬럼크로마토그래피

극성 칼럼, 비극성 용매

옛날에는 실리카 칼럼에 물을 흡착시킨 극성 컬럼에 비극성 이동상이 사용되어져 왔기 때문에 BPC에서도 극성 컬럼에 비극성 이동상을 사용하는 방법을 정상(normal phase) 크로마토그래피라 정의하게 되었다.

가장 비극성인 물질이 가장 먼저 용리되어 나오며(이동상에 대한 용해도가 가장 높으므 로) 이동상의 극성을 증가시켰을 때 머무름 기간이 증가한다.

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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로) 이동상의 극성을 증가시켰을 때 머무름 기간이 증가한다.

이동상 : Ethyl ether Chloroform n-hexane

비극성 용매사용

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역상컬럼크로마토그래피

비극성 컬럼, 극성 용매

HPLC 분석에 있어 대부분의 실험이 역상크로마토그래피가 이용되며 정지상으로 octadecyl silane , Octyl silane, 이동상으로는 물과 메탄올, 아세토나이트릴과 같은 물과 잘 섞이는 유기 용매가 사용됨.

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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역상 크로마토그래피의 좋은점

1. 같은 종류의 컬럼과 이동상으로 비이온성, 이온성 화합물을 분리할 수 있다.

2. 역상 크로마토그래피 컬럼은 비교적 안정하여 별다른 주의가 필요없다. (단 pH는 7이 넘지 않도록 주의)

3. 역상 크로마토그래피에서 사용되는 이동상은 저렴하고 쉽게 구할 수 있다.

4. 시료의 비극성이 증가 할수록 머무름 시간이 증가하므로 혼합물의 용리 순서를 쉽게 예 측할 수 있다.

5. 컬럼의 평형이 빨리 이루어지므로 기울기 용리시 용매 조성 변화를 빨리 바꿀 수 있고 분석이 끝나면 빨리 초기화 시킬 수 있다.

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이온교환크로마토그래피

1970년대부터 발달되기 시작하여 아미노산, 유기산 및 다른 복잡한 이온종의 분리에 많이 이용되고 있다. 이온 크로마토그래피는 전화를 띠고 있는 정지상 을 사용하며, 정지상의 전하와 반대 전화의 짝이온을 포함한 용매를 이동상으 로 사용한다. 이동상에 포함된 짝이온을 정지상과 이온쌍을 이루며 이동상과 같은 전하를 가진 시료가 주입되었을 때 다음과 같은 식이 성립된다.

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

15 같은 전하를 가진 시료가 주입되었을 때 다음과 같은 식이 성립된다.

이온교환크로마토그래피의 원리

+

V.

Regeneration II.

Adsorption of sample I.

Starting condition

+ + - + +

III.

Starting desorption

+ +++

IV.

End of desorption

+++++

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

16 + + +

+ + + +

+

+ +

+ + +

+

+ +

- + + +

+ + + +

+ + + -

+

+ + + +

+

+ +

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크기배제 크로마토그래피

분자량이 큰 유기물(예: 고분자)을 분리하거나 분자량을 구 할 때 사용한다. 정지상으로 고분자 입자나 실리카 켈을 사 용하며 일정한 크기의 구멍을 갖는 삼차원적으로 네트웍을 이룬 구조를 갖는다. 머무름 시간은 시료의 크기에 의해 결 정되는 데 시료의 크기가 작을수록 머무름 시간이 길며 정 지상이 이룬 구멍보다 큰 시료의 경우에는 빨리 용출되어 나온다.

기기분석

기기분석_ _크로마토그래피의 크로마토그래피의 기초 기초

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Gel Permeation Chromatography (GPC) : 비극성 용매에 녹는 시료 분석시 사용, 비극성 이동상, 소수성 컬럼 사용

Gel Filteration Chromatography (GFC) : 수용액에 녹는 시료 분석시 사용, 이동상으로 수용액, 친수성 컬럼 사용

응용범위

1. 큰 분자량을 갖는 천연물을 저분자량 분자나 염(salt)와 분리할 때 사용 (예 : 단백질을 아미노산이나 펩티드로부터 분리할 때) 2. Oligomer의 분리

3. 분자량의 계산

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