크로마토 그래피의 분리과정

본문내용

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크로마토그래피의(LC) 분석에 있어 바람직하지 못한 점 중 하나는 피크의 넓힘 현상이 일어난다는 것이다. 시료를 빨리 주입했더라도 컬럼내에서 확산이 일어나기 때문에 시료는 원래의 부피보다 큰 부피로 용출되며 피크는 Gaussian curve 모양을 갖게 된다. 시료가 컬럼내에 머무르는 시간이 길면 길 수록 피크의 넓힘 현상이 크다. 하지만 단 이론에서는 이러한 피크의 넓힘 현상을 설명하지 못한다.
(N : 컬럼 효율)
반면 속도 이론에서는 피크 넓힘의 원인과 그 정도를 잘 설명하고 있다.
속도 이론 : 크로마토그램의 피크로부터 컬럼 효율 알아내기
단 높이 : 컬럼의 단위 길이당 편차로 정의
혹은
: FWHM
띠 넓힘 현상
띠넓힘 현상은 여러 가지 요인에 의해 나타날 수 있다.
속도 이론에서는 이론단 높이 H가 커지면 띠넓힘 현상이 증가한다고 설명하고 있으며 H에 영
향을 주는 변수를 설명하고 있다.
H와 이동상의 유속
H와 컬럼내 물질 이동과의 관계
(Van Deemter Equation)
H와 컬럼 충진물 크기와의 관계
컬럼 효율을 증가시키는 방법
컬럼 효율을 증가시키기 위해선 H를 감소시킨다.
1. 컬럼 충진물의 크기가 작아질수록 H 감소
2. 유속(flow rate)가 감소할수록 H 감소
3. 이동상의 점도가 감소할수록, 온도가 높아질수록 H 감소
4. 용질의 크기가 작을수록 H 감소
Resolution(R) : 분리능
시료의 분리상태를 표시하는 지표로서 Capacity factor(k'), 선택률, 이론
단수(N) 등과 관련이 있다.
R값이 1.5 이상일 경우 완전 분리 혹은 기준선 분리도라 한다.
희랍어인 Chroma (color : 색)와 Graphein (write : 기록)의 복합어로 색을 기록한다는 의미로 1906년 러시아의 식물학자 Tswett의 논문에서 처음 사용되어 유래가 되었다. 오늘날에 와서 이 이름은 모순점이 있으나 이미 세계적으로 알려지고 채택된 이름이어서 그대로 사용되고 있다.
종이 끝을 물에 담가 놓으면 물이 그 종이의 틈을 타고 올라간다. 그러면서 잉크와 만나면 그 잉크를 녹여서 같이 끌고 올라가게 되는데, 이 때 색깔 성분은 각기 끌려 올라가는 길이가 다르다. 종이에 세게 달라붙는 정도, 전개시킬때 사용 할 액체에 녹는 정도, 녹아있는 물질의 분자량에 따라 움직이는 거리가 달라지게 된다. 그래서 처음에는 한 점에 모여 있었던 각각의 성분들이 띠처럼 갈라지게 되는데 이렇게 어떤 용매를 사용해서 색깔을 분리하는 방법을 "크로마토그래피"라고 한다.
시료의 성분들을 정지상과 이동상에 분포시켜 분리시키는 방법이다. 정지상은 고체일 수도 있고, 고체 위에 묻어 있는 액체일 수도 또는 겔일 수도 있으며, 아니면 관 속에 충전되거나 층 위에 덮여 있거나, 필름같이 분포되어 있을 수 있다. 크로마토그래피 상은 정지상으로 사용되는 여러 가지 형태의 정지상의 총괄적인 용어이다. 한편 이동상은 기체 혹은 액체일 수도 있다. (1974, IUPAC 분석화학분과, Pure Appl. Chem 발표)
시료가 칼럼을 지나는 동안, 각 성분의 이동도 차이를 이용해 혼합물의 각 성분을 분리하는 방법으로 이러한 분리과정은 각 성분의 이동상과 정지상 사이의 분배, 흡착, 이온교환, 시료의 크기 차에 의존한다. 용질의 이동상, 정지상과의 상호작용 정도는 용질의 물리적, 화학적 성질에 의존하며 극성(polarity)이 가장 큰 영향을 준다고 할 수 있다.
극성(polarity)은 영구 혹은 유발 쌍극자, 유산력(London dispersion force) 등에 의해 생기며, 용매나 용질의 상대적 질량에 영향을 받는다.

키워드

크로마토 그래피의 분리과정,   크로마토 그래피의 분류,   시료의 이동속도와 피크모양에 관한 이론,   크로마토 그래피란