HPLC를 이용한 Urine 및 음료속의 카페인 분석

목차

0. 요약

1. 서론
카페인의 특성

2. 본론
2.1 기기
2.2 기기 작동 방법
2.3 시료
2.4 전처리 및 샘플 분석

3 결과
3.1 실험결과
3.2 실험 결과 분석

4 느낀점
4.1 샘플의 분리의 원인
4.2 샘플이 분리가 안되었던 이유

5 결론

6 참고문헌

본문내용

사용되며, 천연 혹은 합성 peptides의 분리에 사용된다. 이 컬럼은 수명이 매우 길고, loading ability가 높다.
Octyl ( C8 H17)
ODS와 비교했을 때 더 빠른elution의 진행과 더 높은 효율을 보인다.
이 결합상은 높은 극성 물질이나 ion-pairing물질을 가지고 있는 샘플의 분석에 사용된다. 주로 제초제, 약물 그리고, 아미노산 유사물질의 분리에 자주 사용된다.
Phenyl ( C6H5 )
analyte와 Bonded-phase사이에 π-π electron interaction을 통하여 soluble aromatic compounds 분리, Chlorophenol과 Nitroaniline과 같은 다양한 극성 방향족 물질에 있어 높은 분리도와 선택성을 가지고 있다.
결과는 깔끔하게 R²=0.9989가 나왔다. 그러나 이 간단한 값을 얻기까지의 길은 순탄하지 만은 않은 실험이었다.
다음은 결과값과 더불어 우리조를 가장 힘들게 만들었던 컬럼에 대한 조사를 하지 않을 수 없었기에 간단하게 조사해 보았다.
HPLC에서 가장 중요한 컬럼은 시료가 디텍터로 들어가기 전에 연결되어 있다.
컬럼은 여러 가지 구형 충진물로 채워져 있는데 채워져 있는 충진물의 기능기에 따라 시료의 RT값은 달라지게 된다. 충진물의 종류와 형태는 지면상의 이유로 Table 13에 3가지만 넣었다.
이중 우리가 실험한 것은 가장 위에 위치한 ODS(Octadecylsilane, C18)이며 비극성 또는 약한 극성을 가진 물질과 상호작용을 하여 혼합물을 분리한다.
또한 Fig11,12는 우리가 처음에 사용한 waters사의 XTerra 컬럼의 제조공정 및 노화되는 과정을 나타낸 그림이다. 그림에서
Fig11. Traditional versus Xterra Column
보는 바와 같이 pH1~12외의 범위와 높은 물리화학적 충격으로 컬럼이 손상되었을 때, XTerra 컬럼은 손상부위를 막아주는 메틸기가 첨가되어 보다 안정된 분리능을 갖는다는 말을 써놓았지만, 손에 익지 않은 학생들이 실험하여 손상이 되었을 것이라 생각된다.
Fig12. 외부충격(strong base)으로 Column이 손상되는 Mechanism
그리고 아래 Fig12는 여러 가지 외부충격중에 염기성인 시료에 의해 손상이 되는 메카니즘을 나타낸 것이다. 이번 HPLC에서는 pH를 중성으로 했지만, 전 실험인 GC/MS에서는 시료의 pH를 12로 정적하여 컬럼에 주입한 것이 맘에 걸린다.
다음은 여러 가지 이유로 컬럼이 손상되었을 경우 발생되는 현상을 이번 실험에서 경험했던 현상들과 결부시켜 아래와 같이 정리해 보았다.
1. 혼합물의 분리가 컬럼 기능기의 손실로
인해 감소된다.
2. 같은 물질이라 해도 2개의 peak으로
분리된다.
(손상된 부분을 지난 용질과 지나지
않은 용질과의 차이 때문에 )
3. 약한 유속에도 큰 압력을 보인다.
(컬럼의 손상으로 드러난 OH기로 인해 극성용매인 이동상에 더 많은 쌍극자-쌍 극자 상호작용으로 나타난 압력증가로 추측)
4. 3번과 같은 결과로 극성 용질은 전보다 더 긴 RT값을 비극성 용질은 더 작은 RT값을 갖게 되어 분리가 잘되지 않을 것이다.
5. Conclusion
본 실험에서는 물질의 용해도의 차이를 이용하는 액체-액체 추출법으로 수용액층에 녹아 있던 카페인을 유기용매(에테르)층으로 추출하였다. 추출효율을 높이기 위해 황산 나트륨을 사용하여 수용액 층을 과포화 시켜(황산 나트륨은 유기용매에는 녹지 않는다)에테르층으로 더욱더 끌어올려 결국 카페인의 추출효율을 높일 수 있었다.
또한 시료의 고유 파장과 RT값을 이용하여 정성 및 정량적 해석도 가능했다. 뿐만 아니라 HPLC/UV-vis spectrophotometer를 직접 다루어 봄으로써 기기 전반적인 지식과 spectrum을 처리하는 방법 및 논문 작성 요령 등을 보다 친숙하게 접근하고 풀어볼 수 있는 좋은 기회였다.
특히 Column문제를 포함한 여러 가지 문제들을 하나하나 해결해 가면서 배워나가는 것이 오직 실험을 통해서만 알 수 있는 것들이라고 볼 때, 어려운 환경 속에서도 실험을 진행하신 명승운 교수님께 마지막으로 감사의 말을 전합니다.
6. Referance
- 분석화학 및 실험-기기사용법 도서출판 대웅 저자 : 이동선 발행년도:1996.03.01
- 분석화학 자유아카데미
저자: Daniel C.Harris
발행년도: 1994.11.30
- 분광학적 분석입문
Pavia Lampman Kriz 제2판
- 카페인구조
www.uiduk.ac.kr/%7Ekchan/01lecture/014specialtopic/98hakbeon/caffeine.htm
- C.W. Huck, W.Guggenbichler, G.K. Bonn(2005)
- Andrzej L. Dawidowicz, Dorota Wianowska(2004)
- HPLC의 이론과 실제, 박창일이치호 엮음, 1993.3.25, 자유아카데미
- 컬럼제조사
http://www.restek.com/restek/
- 컬럼 제조 및 손상 메커니즘
http://www.waters.com/WatersDivision/pdfs/lc3AC.pdf
- http://www.labbank.co.kr
- http://203.241.175.3/room/env/uv.htm
- 실용적인 기체액체 크로마토그래피와 질량분석법, 김택제명승운조현우김명수
공저, 2002.8.30, 자유아카데미, p.119~314
High Performance Liquid Chromatography / UV-visible spectrophotometer를 이용한
Beverage samples과 Urine속의 Caffeine 분석
HPLC/UV-VisibleChromatogram
(Calibration Curve, Sample Analysis)
Determination of Caffeine by
High Performance Liquid Chromatography / UV-visible spectrophotometer
보고서 작성자 : 김경철 (화학과 4학년 199940020)

키워드

HPLC,   Urine,   UV vis,   커피,   녹차,   카페인,   분석