핵심 개념
고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 화학 혼합물에서 개별 화합물을 분리, 식별 및 정량화하기 위해 분석 화학에서 널리 사용되는 기술입니다. 제약, 법의학, 환경 실험실 등 광범위한 응용 분야를 보유하고 있습니다!
다른 기사에서 다루는 주제
- 크로마토그래피란 무엇인가요?
- 극성 대 비극성 결합
- 분자간 힘
크로마토그래피의 원리
화학 반응이 발생한 후 생성물은 일반적으로 원하는 생성물(분석물이라고도 함)과 같은 화합물의 혼합물로 구성됩니다. ), 다른 부산물, 불순물 등과 결합(매트릭스라고도 함) ). 혼합물을 분리하기 위해 크로마토그래피를 사용할 수 있습니다. 크로마토그래피는 극성의 차이에 따라 혼합물을 분리하고 서로 다른 두 부분을 사용합니다. 고정기 움직이지 않는 구성 요소입니다. HPLC에서는 일반적으로 작은 실리카 또는 폴리머 기반 입자로 채워진 컬럼입니다. 이동상 일반적으로 일종의 용매이며 컬럼을 통과하여 샘플을 밀어냅니다. 혼합물의 다양한 화합물은 극성의 차이로 인해 고정상과 이동상에 서로 다른 인력을 갖습니다. (무극성 화합물은 비극성 화합물을 끌어당기고, 극성 화합물은 극성 화합물을 끌어당깁니다!) 따라서 혼합물의 화합물은 밀려나게 됩니다(용리). ) 다른 요율로 진행됩니다.
HPLC 시스템의 구성요소
- 솔벤트 펌프 :펌프는 매우 높은 압력으로 시스템을 통해 용매(이동상)를 밀어냅니다. 이러한 높은 압력으로 인해 HPLC는 컬럼 크로마토그래피와 같은 다른 크로마토그래피 방법보다 훨씬 빠릅니다!
- 자동샘플러 :자동 샘플러는 샘플을 시스템 흐름으로 배출합니다.
- 열: 샘플의 다양한 화학물질은 서로 다른 속도로 컬럼(고정상)을 통해 이동하므로 여기에서 분리됩니다.
- 탐지기: 다양한 HPLC 시스템은 다양한 검출기를 사용할 수 있습니다. 일반적인 감지기에는 UV-Vis, 질량 분석기, 전도도, 굴절률 등이 포함됩니다. 감지기에는 특정이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다. (샘플에 있는 특정 화합물의 특성 감지) 및 대량 (시료의 특정 화합물과 이동상의 용매를 기반으로 특성을 감지합니다.)
- 크로마토그래피 데이터 시스템(CDS) :컴퓨터는 검출기 신호를 과학자들이 해석할 수 있는 크로마토그램으로 변환합니다.
HPLC의 변형
- 순상 크로마토그래피 :컬럼(고정상)에는 극성 입자(일반적으로 실리카)가 채워져 있습니다. 용매(이동상)는 상대적으로 비극성인 용매입니다. 따라서 비극성 화합물은 이동상에 대한 친화력이 높기 때문에 먼저 용리됩니다.
- 역상 크로마토그래피: 컬럼(고정상)은 C18 컬럼(매우 비극성인 18개 탄소 사슬이 부착된 실리카)과 같은 비극성 입자로 채워져 있습니다. 용매(이동상)는 상대적으로 극성인 용매입니다. 극성은 극성을 끌어당기므로 순상 크로마토그래피와는 반대로 극성 화합물이 먼저 용리됩니다! 이는 전 세계 실험실에서 사용되는 가장 일반적인 유형의 HPLC입니다.
- 이온 교환 크로마토그래피: 컬럼(고정상)은 원하는 생성물과 반대 전하를 갖는 입자로 채워져 있습니다. 샘플이 통과하면 반대 전하가 끌어당기기 때문에 원하는 생성물이 컬럼에 갇히게 되고 부산물은 세척됩니다. 화합물은 완충액의 이온 강도를 높이거나 pH를 변경하여 방출될 수 있습니다.
- 크기 배제 크로마토그래피: 극성 대신 크기 배제 크로마토그래피는 다양한 기공이 있는 젤을 통해 샘플을 통과시켜 크기에 따라 분자를 분리합니다. 이 기공보다 작은 분자는 갇히게 되는 반면, 큰 분자는 먼저 용리됩니다.
HPLC의 장점과 단점
일반 과학자가 사용할 수 있는 다양한 크로마토그래피 방법이 있는데 왜 HPLC가 그렇게 자주 사용됩니까? 첫 번째 이유는 HPLC가 고도로 자동화되는 경향이 있어 정밀도가 좋고 인적 오류 가능성이 줄어들기 때문입니다. 이는 HPLC를 사용한 실험을 쉽게 재현할 수 있게 하며, 이는 과학적 방법에서 매우 중요합니다! 또한, 솔벤트 펌프에 사용되는 높은 압력과 기계의 효율성이 결합되어 실험이 더 빨리 완료됩니다. 또한 HPLC는 매우 민감합니다. 따라서 다른 방법으로는 놓칠 수 있는 미량의 불순물과 부산물을 검출할 수 있습니다.
그러나 HPLC는 기계를 설정하고 유지 관리하는 데 있어 다른 방법보다 비용이 더 많이 들 수 있습니다. HPLC를 실행하는 데 드는 또 다른 비용은 기계가 소비하는 다량의 용매입니다. 새로운 방법을 개발하거나 오류를 해결하는 것은 다른 방법보다 더 복잡한 경향이 있어 과학자에게 고급 또는 전문 교육이 필요합니다. 또한 HPLC 방법의 유효성은 샘플의 정확성과 순도, 이동상, 시스템 작동에 따라 달라지므로 샘플을 매우 주의 깊게 준비해야 합니다. 마지막으로 크로마토그래피 데이터 시스템(CDS)에서 생성된 데이터를 분석하려면 특수 소프트웨어가 필요할 수 있습니다.
추가 자료
- 질량분석기 및 질량분석기
- 박층 크로마토그래피
- 크로마토그램을 읽는 방법
- 종이 크로마토그래피 및 TLC
