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[Dyne 21st 기초실험방] 크로마토그래피 (Chromatography) I

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작성자 다인바이오 작성일14-05-02 17:36 조회10,658회 댓글0건

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크로마토그래피 (Chromatography) I 

1.정의

혼합물을 분리하기 위한 실험적 방법으로, 이동상과 고정상에 대한 혼합 성분 각각의 인력 차이를 이용한다. 이동상에 분산된 혼합물을 고정상을 통해 통과시키면, 구성성분은 각각 이동상과 고정상에 대해 인력 차이를 갖기 때문에 구성 성분별로 다른 속도로 고정상을 통과하여 유출된다. 유출된 시료는 각 분획을 다시 실험에 사용하거나, 분획 자체를 검출기를 이용해서 분석할 수 있다. 혹은 종이 크로마토그래피 (PC)처럼 시각적으로 물질의 분리 정도를 확인하고, Rf (지연상수)를 확인하는 방법도 사용 가능하다.

크로마토그래피의 결과물을 시간 (위치)와 신호 (물질의 양)의 그래프로 나타낸 결과물을 크로마토그램 (chromatogram)이라고 한다. 크로마토그램은 일반적으로 컴퓨터 인터페이스와 검출기를 통해서 정밀한 측정이 가능한 경우에 사용하며, 이러한 분석적 방법을 사용하더라도 경우에 따라서는 분리된 물질을 사용할 수 있다.

크로마토그래피는 혼합물의 분리에 폭넓게 사용되며 전기영동같이 다른 원리를 사용하는 분석방법과 조합하여 사용하는 경우가 많다. 생물학, 유기화학 등의 분야에서 주로 사용한다.

 

- 잡한 화합물을 구성하는 유사한 화합물을 분리할 수 있는 다양한 분리법

- 시료 중 혼합 성분을 단일 성분 별로 분리하는 분석 기술

- 이동상과 고정상 사이의 상호작용(흡착, 분배)에 의한 물질의 분리

- Chromatography 어원

Chromos: (color) + Graphein: 기록 (write, graphy, record) = 색층분석법

- 어떤 물질을 두 상()에 대한 친화력차이를 이용하여 혼합물 중에서 단일성분으로 분리하는 과정 (Molecular components in a mixture are separated because of their affinities for two substances called phases)


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그림 1. 크로마토그램 (Chromatogram)

2.크로마토그래피의 역사 (History of chromatography)

1905: Ramsey

Charcoal과 같은 흡착제를 이용하여 가스와 증기의 혼합물 분리

1906: 러시아 식물학자 Michael Tswett의 논문에서 chromatography 용어 처음 사용.

식물잎의 엽록소(클로로필과 크산토필) 분리하기 위하여 유리관에 흡착제(탄산칼슘)를 충진시켜 석유에테르를 사용하는 실험을 고안하여 이 방법을 Chromatography라 명명함.

1941: Martin & Synge

액체-액체 크로마토그래피 개발

1952: James & Martin

가스-액체 크로마토그래피 개발

정식분류: Gas-Liquid Chromatography이며, 실제로 가스 (Gas) 샘플 외에 대부분의 경우 액상 시료를 도입하여 분석하는 경우가 많다.

 

HPLC – 현대의 모든 산업, 의료 및 연구를 비롯한 다양한 분야에서 매우 유용하게 사용되는 분리분석 기술로써 시료의 정성, 정량 분석에 사용된다.

1960년대 후반 정교한 제어가 가능한 고압펌프의 개발로 고압액체 크로마토그래피 (High Pressure Liquid Chromatography)에 의해 분석시간이 획기적으로 줄었으며, 상업적인 판매도 매우 증가하였다.

현재는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC: High Performance Liquid Chromatography) 시스템이 일반화되었으며, 10,000 psi 이상의 고압을 지원하는 초고성능 액체 크로마토그래피 (UPLC: Ultra Performance Liquid Chromatography)도 개발되어 사용되고 있다.

그러나, 현재 많은 양의 시료에 대한 빠른 분석을 요구하는 제약, 생동성실험관련분야를 제외한 일반적인 실험조건에서는 아직 HPLC 시스템이 범용적으로 사용되며, 그 이유는 UPLC의 빠른 분석능력에도 불구하고, 컬럼의 손상 및 HPLC 시스템으로 대부분의 분리 분석 시험이 가능하기 때문이다.

 

3.크로마토그래피의 구성요소

정지상 (stationary phase): solid support  (고체 지지제) – 흡착제

이동상 (mobile phase): 혼합용액 – 전개제

 

4.크로마토그래피의 원리

복잡한 혼합물을 구성하고 있는 매우 유사한 성분들을 분리할 수 있는 중요한 분리방법이다. 시료는 이동상에 의해 이동하는데, 이러한 이동상은 관 속에 또는 고체판 위에 고정되어 있는 용해되지 않는 정지상을 통해 지나간다. 두 상은 시료성분들이 이동상과 정지상 사이에서 분배 정도가 달라지도록 선택한다. 시료 성분 중에 정지상에 세게 붙잡히는 성분은 이동상의 흐름에 따라 천천히 움직이고 한편 정지상에 약하게 붙잡히는 성분은 빠르게 운반된다. 이동 속도의 이런 차이 때문에 시료성분들은 정상적으로, 정량적으로 분석할 수 있는 불연속적인 띠로 분리된다.

분리하고자 하는 물질을 적당한 용매에 용해시켜서 이동상을 따라서 이동시키거나 고정상에 흡착됨으로써 분리가 된다. 이는 정지상과 이동상의 친화도에 따라 분리하고자 하는 물질의 각 성분이 분배되는 정도가 달라지기 때문이다.


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그림 2. 크로마토그래피의 분리 기전

, 고정상에 강하게 결합한 성분은 고정상에 존재하고 약하게 결합한 성분은 이동상을 따라 고정상을 통과하고, 결국 각 성분은 다른 속도로 이동하므로 분리된다. 이와 같은 과정을 용리 (resolution)라 하고, 이러한 이동거리를 나타내기 위해 Rf (rate of flow)를 사용한다.

Rf=각 시료가 움직인 거리/용매가 움직인 거리(용매선)


References

ü  http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%81%AC%EB%A1%9C%EB%A7%88%ED%86%A0%EA%B7%B8%EB%9E%98%ED%94%BC

ü  http://user.chol.com/~hl5nol/tube.htm

ü  www.kunjang.ac.kr






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