17-3고성능액체크로마토그래피(HPLC)로 여러 성분이 섞인 시료를 다… | 2017년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

[분리능을 높이는 방법]

① 시료를 칼럼(분리관)에 충분히 머무르게 한 뒤 용출시킨다.

② 성분끼리 머무름시간(retention time)이 충분히 벌어지도록 조건을 잡는다.

[영향을 주는 요인]

① 용량인자(capacity factor)

② 선택성(selectivity)

③ 칼럼효율(efficiency)

[해설]

두 성분이 얼마나 잘 갈라지는가는 분리도 $R_s$ 로 나타내며, 위의 세 요인이 한 식에 모두 들어 있다.

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

① 용량인자 $k'$ — 시료가 정지상에 얼마나 붙들려 머무는지를 나타낸다. 값이 커지면 용출시간이 길어지고 피크 폭이 넓어지면서 높이는 낮아지지만, 그만큼 성분이 갈라질 시간을 벌어 분리 상태는 좋아진다. 다만 너무 키우면 분석시간만 길어지므로 적당한 범위에서 잡는다.

② 선택성 $\alpha$ — 두 성분의 분배계수의 비다. 값이 커지면 피크 사이의 간격이 벌어져 분리능이 곧바로 좋아진다. 이동상 조성이나 정지상 종류를 바꾸어 조절한다.

③ 칼럼효율 $N$(이론단수) — 칼럼 길이, 충전제 입자의 모양과 크기·표면적, 유속, 온도에 좌우된다. $N$ 이 커지면 용출시간은 그대로인 채 피크가 좁고 뾰족해져 이웃 피크와 겹치지 않는다. 실무에서는 대략 5,000단 이상이어야 정확한 분리를 기대한다.

분리능을 높이는 방법은 표준적으로 네 가지가 함께 제시된다. 위의 두 가지에 더해 ③ 각 성분의 피크 폭이 좁고 다른 피크와 겹치지 않게 할 것, ④ 가능한 한 짧은 시간 안에 모든 성분이 용출되게 할 것이 그것이다. 발문이 2가지를 물으므로 답안에는 대표적인 두 가지만 쓰면 된다.