소개글
"HPLC"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. HPLC 실험의 목적
1.2. 크로마토그래피의 기본 원리
1.3. HPLC 기기의 구성 요소
2. HPLC의 이론 및 원리
2.1. HPLC의 분리 기작
2.2. HPLC 컬럼의 특성
2.3. HPLC 검출기의 종류 및 원리
2.4. 머무름 시간과 표준 곡선
3. 실험 재료 및 방법
3.1. 시료 전처리
3.2. 분석 조건
3.3. 유기산 분석용 HPLC 장비
4. HPLC를 이용한 분석 사례
4.1. 아민 화합물 분석
4.2. 유기산 분석
5. 결론
5.1. 연구 결과 요약
5.2. HPLC의 장단점 및 응용 분야
5.3. 향후 연구 방향
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. HPLC 실험의 목적
HPLC 실험의 목적은 널리 이용되는 HPLC의 기본 원리를 이해하고 high pH에서의 HPLC를 실험하는 것이다. HPLC는 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography)의 한 종류로, 용매에 용해되는 이온이나 분자를 분리하는데 사용된다. 시료 용액이 고체나 액체 상의 다른 물질과 만나면 흡착, 이온교환, 분배 또는 크기 등의 상호작용을 일으켜 각 성분이 분리되는 원리를 이용한다. 이를 통해 혼합용액 중의 구성성분을 분리할 수 있다. HPLC는 주요 구성 요소로 mobile phase reservoir, pump, injector, separation column, detector 등을 가지고 있다. 펌프에 의해 컬럼에 주입된 혼합물 중의 성분들은 컬럼을 통과하는 동안 고정상과 이동상 간의 분배계수 차이로 인해 일정한 띠를 형성하며 분리된다. 이렇게 분리된 각 성분은 검출기를 통해 측정 및 분석될 수 있다. 따라서 HPLC 실험을 통해 혼합물의 정량 및 정성 분석이 가능하다.
1.2. 크로마토그래피의 기본 원리
크로마토그래피의 기본 원리는 다음과 같다. 크로마토그래피는 혼합물의 성분을 이동상과 고정상을 이용하여 분리하는 방법이다. 이동상으로 액체를 사용하며, 펌프를 이용하여 고압의 일정한 유속으로 이동상을 밀어 충진제가 충진된 고정상인 컬럼을 통과시킨다. 이때 시료의 화학물질이 이동상과 고정상에 대한 친화도에 따라 다른 시간대별로 컬럼을 통과하게 되며, 이러한 화학물질을 검출기를 이용하여 시간대별 반응의 크기를 측정함으로써 특정 화학 물질을 정량할 수 있다. 분리 기작은 이동상과 정지상의 상대적 극성에 따라 구분되는데, 흡착크로마토그래피, 이온교환크로마토그래피, 크기배제크로마토그래피 등이 있다. 이러한 다양한 크로마토그래피 기법을 통해 복잡한 혼합물의 성분을 효과적으로 분리할 수 있다.
1.3. HPLC 기기의 구성 요소
HPLC 기기는 이동상 저장 용기, 펌프, 시료 주입기, 분리 컬럼, 검출기로 구성된다. 이동상 저장 용기는 HPLC에 사용되는 용매를 보관하는 역할을 한다. 펌프는 일정한 압력과 유속으로 이동상을 컬럼으로 흘려보내는 장치이다. 시료 주입기는 시료를 주입하여 이동상의 흐름에 실어 보내는 역할을 한다. 분리 컬럼은 시료 성분들이 다른 머무름 시간을 가지도록 하여 분리가 일어나게 하는 핵심 장치이다. 검출기는 컬럼을 통과한 시료 성분들을 검출하여 신호를 발생시키는 장치이다.
2. HPLC의 이론 및 원리
2.1. HPLC의 분리 기작
HPLC는 혼합물 중의 구성성분을 분리하기 위한 액체 크로마토그래피의 한 종류이다. HPLC에서는 혼합물이 고정상과 이동상 간의 분배 계수의 차이에 의해 일정한 띠를 형성하며 각 성분별로 분리된다. 크게 네 가지 분리 기작에 따라 HPLC가 구분된다.
첫째, 흡착 크로마토그래피(adsorption chromatography)는 정지상에의 흡착 정도 차이로 혼합물 성분들이 분리되는 방식이다. 혼합물의 성분들이 흡착제 층을 따라 이동하면서, 각 성분의 흡착성 차이로 인해 일정 위치에 흡착되어 분리된다. 흡착제로는 주로 실리카겔, 알루미나, 활성탄 등이 사용된다.
둘째, 분배 크로마토그래피(partition chromatography)는 서로 섞이지 않는 두 용매 사이의 분배 계수 차이를 이용하여 분리하는 방식이다. 한 용매가 정지상, 다른 용매가 이동상의 역할을 하며, 각 성분이 두 용매 사이에서 보이는 분배 계수 차이에 따라 분리된다. 종이 크로마토그래피, 얇은막 크로마토그래피 등이 여기에 해당한다.
셋째, 이온 교환 크로마토그래피(ion exchange chromatography)는 고정상 표면의 전하와 시료의 전하 차이를 이용하여 분리하는 방식이다. 고정상이 양이온 교환체일 경우 음이온이, 음이온 교환체일 경우 양이온이 강하게 결합하여 분리된다. 아미노산, 무기 이온 등의 분리에 활용된다.
넷째, 크기 배제 크로마토그래피(size exclusion chromatography)는 분자량 크기에 따라 성분들이 분리되는 방식이다. 고정상이 다공성이며 크기가 균일한 겔로 구성되어 있어, ...
참고 자료
[nacalai tesque] 이동상은 어떻게 조정하는가? / https://www.nacalai.co.jp/global/cosmosil_kr/FAQ/Q5-Q7.html / 2021-05-18
[Proteomics Hyoungjoo] C18 Spin-Column 으로 High pH Reverse-Phase chromatography Fractionation 하는 법 / https://proteomicstechnology.tistory.com/81 / 2021-05-18
Feng Yang, Yufeng Shen, David G. Camp, II / High pH reversed-phase chromatography with fraction concatenation as an alternative to strong-cation exchange chromatography for two-dimensional proteomic analysis / Expert Rev Proteomics. 2012;9(2):129-34
이준우 "최신분석화학", 신광문화사. (1999)
이송주, 김준태, 채희남 "분석화학", 자유아카데미 (1999)
정용순, 강삼우, 이용일, 이용문 “기기분석”, 반도출판사(1997)
Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler “Fundamentals of analytical chemistry”, 6th edition, .Saunders college, (1992)
Douglas A. Skoog, F. James Holler, Timothy A. Nieman, "Principles Of Instrumental Analysis", 5th edition, (1998)
Christian, Gary D. (2004). Analytical Chemistry 6th Ed: 728. New York, USA: John Wiley & Sons. (Van Deemter equation)
Agilent LC & LC/MS 컬럼 선택 가이드
식품과학기술대사전
Meyer, Veronika (2010). Practical high-performance liquid chromatography (5th ed.). Chichester, U.K.: Wiley. ISBN 9780470688427. OCLC 613324719.
농림축산검역본부-액체크로마토그래프 (HPLC) https://www.qia.go.kr
최신 환경화학, 안승구, 동화기술교역, 2001,228p
Hong, Yun-Gi, et al. "Production of glutaric acid from 5-aminovaleric acid using Escherichia coli whole cell bio-catalyst overexpressing GabTD from Bacillus subtilis." Enzyme and microbial technology 118 (2018): 57-65.
