24-2기체크로마토그래피로 시료를 분석할 때, 다음 각 조건에서 분리능… | 2024년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 두꺼울 때

(2) 좁을 때

(3) 길 때

[해설]

분리능(resolution)은 이론단수 $N$, 선택성 $\alpha$, 머무름인자 $k$로 결정된다.

$R_s = \dfrac{\sqrt{N}}{4} \cdot \dfrac{\alpha - 1}{\alpha} \cdot \dfrac{k}{1 + k}$

(1) 고정상 필름이 두꺼울수록 시료가 고정상에 머무는 정도, 즉 $k$가 커져 성분 사이의 이동 속도 차가 벌어지므로 분리능이 좋아진다. 시료 용량(부하량)도 커진다. 다만 분석 시간이 길어지고 고온에서 고정상이 흘러나오기(column bleed) 쉬워진다.

(2) 컬럼 내경이 좁을수록 이동상과 고정상 사이의 물질 이동 거리가 짧아져 이론단높이 $H$가 작아지고, 같은 길이에서 이론단수가 늘어난다.

(3) $N = \dfrac{L}{H}$이므로 컬럼이 길수록 이론단수가 커진다. 다만 분리능은 $\sqrt{N}$에 비례하므로 길이를 4배로 늘려야 분리능이 2배가 되고, 그만큼 분석 시간과 컬럼 압력이 늘어난다.

정리하면 필름은 두껍게, 내경은 좁게, 길이는 길게 할수록 분리능이 좋아지지만 모두 분석 시간이라는 대가를 치른다.