23장 크로마토그래피법과 모세관 전기이동법

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23장 크로마토그래피법과

모세관 전기이동법

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Exploring Chemical Analysis

Fourth Edition

Chapter 23:

Chromatographic Methods and Capillary Electrophoresis

Daniel C. Harris

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23-1 이온교환 크로마토그래피

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• 이온교환 크로마토그래피

(ion exchange chromatography)

– 용질 이온과 정지상에 결합된 하전된 자리 사 이의 인력

– 음이온 교환체 : 양으로 하전된 기와 음이온 용질간의 인력

– 양이온 교환체 : 음으로 하전된 기와 양이온 용질간의 인력

• 정지상

– polystyrene resin, 비결정형 입자 형태 – 다리 결합, 입자 내 pore 크기 조절

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Figure 23-1 Structure of polystyrene ion-exchange resin. Cross-links are

covalent bridges between polymer chains.

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Figure 23-1 Structure of polystyrene ion-exchange resin.

Cross-links are covalent bridges between polymer chains.

Cross link between polymer chains

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이온교환 선택성

• 선택계수 (selectivity coefficient), K

– R^- 자리에 대해 K⁺와 Li⁺의 경쟁

] Li ][

K R [

] K ][

Li R

[ K

Li R

Li K

R

_ _ _



 









   K 

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• 양이온의 선택성

– 전하가 클수록 강하게 결합

– 수화반경이 작을 수록 강하게 결합

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• 양이온의 대략적 선택성

Pu ⁴⁺ ≫La ³⁺ >Y ³⁺ >Sc ³⁺ >Al ³⁺ >Ba ²⁺ >Pb ²⁺ >Sr ²⁺

>Ca ²⁺ >Ni ²⁺ >Cd ²⁺ >Cu ²⁺ >Co ²⁺ >Zn ²⁺ >Mg ²⁺ >

Tl ⁺ >Ag ⁺ >Cs ⁺ >Rb ⁺ >K ⁺ >NH ₄ ⁺ >Na ⁺ >H ⁺ >Li ⁺

• R ^- K ⁺ +Li ⁺ = R ^- Li ⁺ + K ⁺

– 양방항으로 진행 가능

– 선택성 : K⁺>Li⁺, 과량의 Li⁺ (반응 →), 과량의 K⁺ (반응 ←)

– (과량의 산으로) 세척 가능

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Figure 23-2 Elution of Lanthanide(III) ions from a cation exchanger, by using a gradient of H⁺ (20~80 mM HNO₃ over 25 min) to drive off more strongly retained cations. The higher the atomic number of the lanthanide, the smaller its ionic radius and the more strongly it binds to chelating groups on the resin. Lanthanides were detected spectrophotometically by reaction with a color-forming reagent after elution.

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탈이온수란 무엇인가?

• 탈이온수 (de-ionized water)

– OH^-가 붙어있는 음이온 교환수지와 H⁺가 붙 어있는 양이온 교환수지에 물을 통과시켜 얻 은 것

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예비농축

• 미량분석 (trace analysis)

– 매우 낮은 농도의 분석물질의 측정 – 예비농축이 필요

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23-2 이온 크로마토그래피

• 이온 크로마토그래피 (ion chromatography)

– 이온교환 크로마토그래피의 성능을 높인 것 – 전도도가 높은 용리액 이온의 제거가 관건

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• 시료 (NaNO ₃ +CaSO ₄ ) + 용리액 (KOH)

– Na⁺, Ca²⁺는 머무름 없이 통과

– NO₃^-, SO₄^2-는 CO₃^2-자리에 흡착 → OH^-를 흘려 주면 elution 되어 검출기에 도달

– KOH의 전도도가 커서 시료 음이온 검출 불가능

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• 억압 칼럼 (suppressor column)

– 양이온 교환막 (H⁺는 in, K⁺는 out)

– H⁺와 OH^-는 H₂O 생성, 전도도 감소, 시료의 전도도 검출 가능

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분리용 칼럼에서 분 리가 일어나고

억압 칼럼에서 이온 성 용리액은 중성 물 질로 바뀐다.

Figure 23-4 Suppressed-ion anion

chromatography.

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Electrolytic suppressor for

anion chromatography

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23-3 분자 배제 크로마토그래피

• 분자 배제 크로마토그래피 (molecular exclusion chromatography)

– Gel filtration, gel-permeation chromatography – 크기에 따른 분리 방법

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① small molecule

② large molecule

③ stationary phase

④ frit retains stationary phase

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• 틈새 부피 (void volume)

– 이동상이 차지하는 부피

– Pore에 들어갈 수 없는 크기의 고분자를 이용 하여 측정

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분자 질량의 결정

• 머무름 부피와 분자량 : 대수 관계

Figure 23-8 Calibration curve used

to estimate the molecular mass of an

unknown protein by molecular

exclusion chromatography.

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23-4 친화 크로마토그래피

• Affinity chromatography

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• Chapter Summary Homework

– 23장 (23-4절 까지)

– 12월 12일 오전 10시까지

• 기말 시험

– 12월 12일 오후 1시, 의216 – 21, 22, 23장 (배운 부분만)

• 시험 점수, 학점 확인 할 것

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한 학기 동안 고생했어요!!

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