적분기

<Packed column configuration> 충진 컬럼(packed column)과 모세관 컬럼(capillary column: open tubler) 두 가지 타입의 컬럼이 사용된다. 충진 컬럼(packed column)은 고체지지체(solid support: 일반적으로 diatomaceous earth 재질), 코팅된 고정상(coated liquid stationary phase)으로 구분된다. 대부분의 충진 컬럼(packed column)의 길이는 1.5-10m 이며, 내부직경은 2-4mm이다. 충진 컬럼의 특징은 많은 시료 수용능력, 낮은 감도, 낮은 가격이다.   <Packed column configuration>

고체지지체물질(규조토) 실란화(Silanolyzation) dimethylchlorosilane(DMCS)

정지상 일반상품명 최고온도, °C 응 용 polydimethyl siloxane OV-1, SE-30 350 보통의 비극성상, 탄화수소류, 여러고리 방향족, 스테로이드류 약품, PCBs 5% phenyl polydimethyl siloxane OV-3, SE-52 지방산 메틸에스테르, 알칼로이드류 약품, 할로젠화합물 50% phenyl-olydimethyl siloxane OV-17 250 스테로이드류 약품, 살충제, 글리콜류 50% Trifluoropropyldimethyl-polydimethyl siloxane OV-210 200 염소화방향족류, 니트로방향족류, 알킬화 벤젠류 polyethylene glycol Carbowax 20 M 유리산, 알코올류, 에테르, 기름, 글리콜류 50% cyanoallyl-polydimethyl siloxane OV-275 240 다중 불포화 지방산류, 로신산류, 유리산류, 알코올류 정지상 막두께 시판되는 컬럼은 0.1∼5 μm의 두께를 갖는 정지상을 이용하고 있다.

열린관 컬럼(모세관 칼럼) 열린관 또는 모세관 컬럼은 벽도포 열린관(wall-coated open tubular, WCOT)과 지지체도포 열린관(support-coated open tubular, SCOT)이라 불리는 두 가지 기본적인 형태를 가지고 있다. 벽도포 컬럼은 컬럼 내부를 정지상으로 얇게 입힌 단순한 모세관이다. 지지체도포 열린관 컬럼은 모세관의 내부를 규조토와 같은 지지체를 얇은 막(∼30μm)으로 입힌 것이다. 이런 형태의 컬럼은 벽도포 컬럼 보다 몇 배 더 많은 정지상을 가지고 있으므로 보다 큰 시료 용량을 가진다. 일반적으로 SCOT 컬럼의 효율은 WCOT 컬럼 보다는 떨어지나 충전 컬럼보다는 훨씬 크다. 초기의 WCOT 컬럼은 스테인레스스틸, 알루미늄, 구리 또는 플라스틱으로 만들었다. 그 후 유리관도 사용하였다. 유리관은 염산 기체, 센 염산 수용액 또는 potassium hydrogen fluoride로 에칭시켜 표면을 거칠게 하여, 정지상이 더 단단히 결합되도록 하였다. 가장 널리 사용되고 있는 모세관 컬럼은 용융실리카 벽도포(fused-silica wall-coated, FSWC) 열린관 컬럼이다. 용융실리카 모세관은 거의 금속 산화물을 포함하지 않도록 특별히 정제한 실리카를 이용하여 만들었다. 이런 모세관들은 유리 컬럼 보다 훨씬 얇은 벽을 갖는다. 모세관을 뽑아내면서 외부를 polyimide로 입혀 강도가 커지도록 하였다. 이렇게 해서 만든 컬럼은 유연성 이 상당히 커서 수 인치의 지름을 가진 코일 형태로 만들 수 있게 되었다. 실리카 열린관은 시중에서 쉽게 구할 수 있으며, 물리적강도, 시료 구성성분에 대한 낮은 반응성 및 유연성 등 몇 가지 중요한 이점을 지니고 있다. 실리카 열린관 컬럼의 내부지름은 0.32와 0.25 mm이고, 더 높은 분리능을 갖는 컬럼의 내부지름은 0.20과 0.15 mm로서 역시 시판되고 있다.

<FSOT(Fused silica open tubular) column cross-section diagram

이상적인검출기의 특성 GC에서 사용되는 이상적인 검출기는 다음의 특성들을 갖추어야 한다. 1. 적당한 감도를 가져야 한다. 적당한 감도가 어느 정도인 가를 정량적으로 말할 수는 없다. 일반적으로 오늘날 사용되는 검출기의 감도는 10－8∼10－15 g 용질/s 정도 이다. 2. 안정성과 재현성이 좋아야 한다. 3. 10의 수 제곱승의 분석물 질량범위에 걸쳐 직선적인 감응을 나타내어야 한다. 4. 실온부터 적어도 400℃까지의 온도범위를 가지고 있어야 한다. 5. 흐름 속도와 무관하게 짧은 시간에 감응을 해야 한다. 6. 신뢰도가 높아야 하고 사용하기 편해야 한다. 가능하면 검출기는 경험이 없는 사람도 쉽게 다룰 수 있어야 한다. 7. 모든 용질에 대한 감응이 비슷하거나 또는 하나 또는 그 이상의 분석물 종류에 대하여 선택적인 감응을 보여야 하며 쉽게 예측할 수 있어야 한다. 8. 시료를 파괴해서는 안 된다. 불행하게도, 어떠한 검출기도 제시한 조건들을 모두 만족시키는 것은 없다.

불꽃 이온화 검출기 (flame ionization detector, FID) CH → CH+ + e

불꽃 이온화 검출기(FID)의 장점 - 감도가 높고(∼10－13 g/s), - 선형 감응범위가 넓으며(∼107), - 잡음이 적고 - 고장이 별로 없으며 - 사용하기 편하다. 불꽃 이온화 검출기(FID)의 단점 - 연소하는 동안 시료를 파괴하며, - 또 다른 기체와 이의 조절장치가 필요하다는 것이다.

열전도도 검출기(thermal conductivity detector, TCD)

TCD의 장점 - 간단하고, - 선형 감응 범위가 크며(∼105), - 유기 및 무기화학종 모두에 감응을 하고, - 검출 후에도 용질이 파괴되지 않기 때문에 용질을 회수할 수 있다. TCD의 단점 - 감도가 비교적 낮다으며(∼10－8 g 용질/mL 운반기체). 다른 검출기의 감도는 이것 보다 약 104∼107배 정도 더 크다. TCD는 감도가 낮기 때문에 모세관 컬럼을 사용할 때는 사용하지 못하는데 이는 이 컬럼으로 부터 용출되는 시료의 양이 매우 적기 때문이다.

전자포착 검출기(electron capture detector, ECD)

원리 컬럼에서 용출되어 나오는 시료기체는 보통 니켈-63과 같은 β-선 방사체 위를 통과하게 된다. 방사체에서 나온 전자는 운반기체(보통 질소)를 이온화시켜 많은 수의 전자를 생성한다. 유기화학종이 없으면 이 이온화 과정으로 인해 검출기의 한 쌍의 전극 사이에서 일정한 전류가 흐른다. 그러나 전자를 잘 포착하는 전기음성도가 큰 작용기를 가지고 있는 유기분자들이 섞여 있으면 전류는 급격하게 감소하게 된다. 전자포착 검출기(electron capture detector, ECD)는 살충제와 polychlorinated biphenyl과 같은 유기 화합물에 함유된 할로젠 원소에 선택적으로 감응하기 때문에 환경시료에가장 널리 사용되고 있는 것 중의 하나이다. 장점 - ECD의 감응은 선택적이다. (할로젠화물, 과산화물, 퀴논 및 니트로 화합물과 같은 분자에 특히 감도가 좋다. 아민, 알코올 및 탄화수소와 같은 작용기에는 감 응하지 않는다. ECD가 중요하게 응용되는 분야는 염소화합물인 살충제를 검출하고 정량하는 경우이다.) - ECD는 대단히 감도가 좋으며, (시료를 파괴하는 불꽃 검출기에 비해) 시료를 크게 변화시키지 않는 이점을 지니고 있다. 단점 - 선형으로 감응하는 범위는 보통 102 정도로 작다.