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HPLC분석관련
검출기(Detector)의 종류와 특징
컬럼에의해분리된성분들을감지하는장치가검출기(Detector)입니다. 검출기로서요구되는특성으로서는감도, 선택성, 재현성, 조작성등을들수있습니다. 재현성과조작성은어느검출기나공통으로필요한특성이지만감도와선택성은상황에따라한쪽을우선선택해야되는경우도있습니다. 검출기의특성을잘알고분석하고자하는샘플에따라적용하시는것이좋습니다.
본포스트에서는다음과같은검출기에대해설명드리고자합니다.
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UV-vis detector
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PDA(Photodiode Array) detector
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FLD (Fluorescence Detector)
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RID (Refractive Index Detector)
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ELSD (Evaporative Laser Scattering Detector)
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MSD (Mass Spectrometer Detector
이 외에도 검출기가 있지만 보통은 상기의 검출기를 많이 사용합니다.
1) UV-vis detector
특정 발색단을 가지는 유기 화합물이 UV또는 가시광선 영역의 빛을 받으면 흡수하는 원리를 이용하여 검출에 응용한 검출기이다. 샘플셀에 빛을 비추면 샘플이 지나갈 경우 빛을 흡수하게 되고 반대쪽 검출부에서 투과된 빛의 양을 측정하여 흡광도에 따른 물질의 양을 검출하는 방식입니다. 물질이 많이 지나가면 빛을 많이 흡수하고 적게 지나가면 빛을 적게 흡수하는 원리로 검출합니다.
유기물 중의 많은 화합물들이 UV나 가시광선을 흡수하는 발색단을 가지고 있어서 적용범위가 넓은 장점이 있습니다. HPLC서는 가장 많이 사용하는 검출기라고 할 수 있습니다.
2) PDA (Photodiode Array) Detector
빛의 흡광도를 측정한다는 점은 UV-vis 검출기와 동일한 원리이지만 UV는 특정파장만 볼 수 있다는 점에 반해 PDA는 가능한 영역대의 모든 파장을 검출할 수 있다는 장점이 있습니다. 회사별로 PDA또는 DAD라고 불리우며, 검출부가 전파장을 검출할 수 있도록 Diode를 1차원적으로 나열해놓은 것이 특징입니다. 입체적 분석이 가능하기 때문에 샘플 내에 흡수 파장이 다른 샘플이 섞여 있거나 신규물질 분석 등에 유용하며, 순도 분석이나 샘플 특정에도 간편히 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.
3) FLD (Fluorescence Detector)
FLD는 형광 특성이 있는 물질의 분석에 유용합니다. 분자에 에너지를 주게 되면 들뜬상태로 되었다가 바닥상태로 돌아가는데요. 이 때 빛을 내는 물질을 형광특성이 있다고 합니다. 특정 파장의 빛을 주면 물질이 바닥상태로 돌아가면서 다시 또 다른 특정 파장의 빛을 내는 것을 검출부로 확인하여 물질의 정성과 정량을 실시합니다. 형광특성이 있는 물질만 분석할 수 있기 때문에 분석할 수 있는 물질의 종류가 한정되어 있습니다. 형광이 없는 물질은 검출이 안되기 때문에 해당 물질만 검출할 수 있어서 다른 물질과 겹치는 현상을 줄일 수 있고, 형광특성이 있는 물질에 대해 감도가 높기 때문에 미량분석에 유용합니다.
4)RID (Refractive Index detector)
RID는 시료의 농도에 따른 굴절률의 차이로 물질의 함량을 확인할 수 있는 검출기입니다. 기준셀에 이동상이 채워져 있고, 샘플셀에 샘플이 지나가게 되면 굴절률이 차이가 나기 때문에 이 차이로 물질을 검출할 수 있습니다. 이론상으로는 거의 모든 물질을 분석할 수 있지만 감도가 낮기 때문에 범용으로 사용하기에는 무리가 있습니다. UV발색단이 없는 당이나 고분자화합물을 분석할 때 많이 사용됩니다. 온도에 영향이 크고 이동상 농도가 바뀌어도 검출되기 때문에 기울기 분석을 실시할 수 없습니다.
5)ELSD (Evaporative Laser Scattering Detector)
ELSD는 HPLC에서 나온 시료를 Nebulizer에서 분사하고 질소로 이동상을 제거한 상태에서 Laser를 조사했을 때 빛이 산란되는 정도로 물질을 검출하는 검출기입니다. RID를 사용했을 때 감도가 낮은 문제와 기울기분석이 안된다는 문제를 보완할 수 있는 검출기입니다. 높은 감도와 기울기분석이 가능합니다. 다만 이동상보다 샘플이 휘발성이 높을 경우 검출이 안 되는 단점이 있습니다.
6)MSD(Mass Spectrometer Detector)
MSD는 검출기로서 질량분석기를 활용하는 방법입니다. 보통은 사중극자방식의 질량분석기를 많이 사용하지만 TOF(비행시간질량분석기)를 사용하는 경우도 있습니다. 단일 질량분석기 뿐만 아니라 직렬연결한 질량분석기 방식이 HPLC에서는 많이 사용됩니다. 아래는 사중극자방식의 질량분석기를 검출기로 사용한 그림입니다. 컬럼에서 분리된 시료를 이온화시킨 후 전류가 흐르는 사중극자관 안으로 넣게 되면 전기장에 의해 특정 질량의 시료만 통과하여 검출부에 닿게 되어 검출이 되는 방식입니다. 정량성이 뛰어나고 정성에도 매우 유용하여 활용도가 높아지고 있는 검출기입니다.
검출기의 특성을 먼저 이해하시고 샘플의 특성에 따라 검출기를 선택하셔서 사용하시면 됩니다.
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