기체크로마토그래피

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본문내용

미친다.
* FPD의 온도도 감도에 영향을 주는데 휘발성이 큰 화합물이나 열적으로 불안정한 화합물은 Detector의 온도를 낮게 해 주어야 한다(그러나 최종 Oven 온도보다는 적어도 25℃ 이상 유지하여야 한다).
* 검출기 온도가 증가함에 따라 황에 대한 감도는 감소되는 반면에 인에 대한 감도는 증가한다.
* 할로겐 화합물을 함유한 수분이 검출기 내에서 응축되는 경우에는 검출 영역이 부식되거나 PMT앞의 Window가 뿌옇게 되므로 유의하여야 한다.
* FPD는 기체의 흐름속도에 민감하게 반응한다.
* 열 이온화 검출기(TID ; Thermionic Detector)(NPD)
TID는 인 또는 질소 화합물에 선택적으로 감응하도록 개발된 검출기로서 NPD라고도 한다. 작동원리는 특정한 알칼리 금속이온이 수소가 많은 불꽃에 존재할 때, 질소 혹은 인 화합물들의 이온화 율이 다른 화합물보다 훨씬 증가하는 현상에 근거한 것이다.
시료가 가열된 알칼리 금속염의 표면에 충돌하면, 이 표면에서 전하가 튀어나와 이온화 된다. 표면의 이온화 과정은 표면의 일함수(Work Function), 표면온도, 표면을 둘러싼 가스의 조성에 영향을 받는다. 질소와 인에 대한 선택성은 H2와 Air가 혼합되어 농도가 묽어진 상태(화학적 활성인 상태)에서 적절한 일함수로 조작할 때 얻어진다. 이 모드는 적절한 일 함수를 가지는 열이온 알칼리 금속염으로 묽은 H2/Air 환경에서 작동된다. 이 모드는 N과 P를 포함하는 화합물에 대해 높은 선택성을 지닌다. N과 P에 대한 선택성은 열이온 금속염의 온도가 H2/Air 혼합물에 대한 점화온도를 초과할 때 급격하게 변한다.
점화는 검출기에서 H2와 O2가 분해하며 시작되며 그 결과 Source근처에서 H, O, OH기 등을 포함하는 화합물들이 화학적인 반응을 일으켜 뜨거운 Gas 경계층을 형성한다. 시료 화합물은 금속염에 충돌하고 경계층을 둘러싸거나 분해된다. H2와 Air의 흐름속도의 비가 적당하면, N 또는 P원자를 포함하는 시료가 분해될 때 형성되는 생성물은 높은 전기음성도를 갖는다. 이 생성물들은 열 이온 금속염으로부터 전자와 충돌해 기체상태의 음이온으로 변환된다. 이 결과 음이온 전류의 흐름이 검출신호로 나타난다. N, P화합물이 넓은 범위의 응답을 얻기 위해서는 경계층에서의 화학적인 반응이 필요하다. 응답 선택성은 경계층에서의 화학조성에 크게 의존한다.
- 구조
TID는 FID와 똑같은 연소실 내에 열선에 피복된 알카리 금속염이 분사기(Jet Tip) 근처에 놓여 있고, 음극의 기능을 하는 이온 포집기(-260V Electrode)가 들어 있다. 전기적으로 알칼리 금속염이 가열되면(600∼800V) 열에너지에 의해서 알칼리 금속 원자가 방출되어 다시 금속이온이 되고 포집기에 포집될 때 전류가 흐른다. 분리관을 통과한 기체가 수소와 혼합 후 분사기 불꽃을 통과하여 가열된 알카리금속염 표면을 흐르면서 여러 화학반응이 일어난다.
TID의 내부구조는 알칼리 금속염의 위치와 형태가 감응, 감도, 평형시간 및 알칼리 금속염의 수명에 가장 좋은 영향을 주도록 설계되었고, 원통형의 알칼리 금속염은 분사기 상부에 놓여 있다.
* 광 이온화 검출기(PID ; Photoionic Detector)
2. Carrier gas의 유속과 column 온도에 따른 peak 형태의 변화
RT와 peak 폭의 변화는?
- Carrier gas의 유속이 빨라지면 분리도가 낮아진다. 그러면 peak 폭은 길어지고 두 peak 간의 RT차이는 작아진다. 반대로 Carrier gas의 유속이 느려지면 분리도는 향상된다. peak 폭은 짧아지고 두 peak 간의 RT차이는 길어진다. 유속이 빨라지면 시간은 빨라지지만 분리도가 낮아지는 단점을 가지고 있다.
- column 온도가 높으면 분리도는 향상된다. peak 폭은 짧아지고 두 peak 간의 RT차이는 길어진다.
3. Packed column을 이용한 gas 분석
Active alumina column을 이용한 ethylene의 분석
Active carbon column을 이용한 CO2의 분석
외부표준물법과 면적표준화법에 의한 시료성분의 농도 계산
과실의 에틸렌 생성량 분석
- 에틸렌 -> ppm단위 측정 (FID)
- 1ppm = 1ul / L
- 250g의 과실을 1L 용기에 0.5시간 밀폐하였을 때 용기내 에틸렌
농도가 5ppm이라면?
-> 0.5시간 동안 생성된 에틸렌 양은 5ul -> 10ul/h
-> 10ul / 250g / h -> 0.04ul/g/h -> 40nl/g/h (에틸렌 생성속도)
과실의 호흡량 측정
- CO2 -> % 단위 측정 (TCD)
- 1% = 10ml / L
- 250g의 과실을 1L 용기에 0.5시간 밀폐하였을 때 용기내 CO2
농도가 0.5%라면?
-> 0.5시간 동안 생성된 CO2 양은 5ml -> 10ml/h
-> 10ml / 250g / h -> 0.04ml/g/h -> 40ul/g/h (호흡속도)
<신체 내에서 호흡량 측정>
CO2 : 0.03%
<실험실 밖 폐쇄된 공간에서의 호흡량 측정>
CO2 : 0.05%
신체 내보다 실험실 밖에서 CO2양이 많은 이유는 좁은 공간 안에 여러 명의 사람들이 다 함께 호흡을 하기 때문이다.
< Std C2H4>
<사과의 에틸렌 생성량>
C2H4 값을 측정하려면 Std(외부표준물질)를 알아야 한다. 외부표준물질의 농도가 5ppm이기 때문에 5836/5의 값은 1167.2라는 값이 나온다.
이 1167.2의 값을 사과의 에틸렌 생성량에 대입시켜보면,
7377/1167.2=6.32가 나온다.
즉 사과의 에틸렌 생성량은 6.32가 되는 것이다. 대략 0.06%
<사과의 호흡량>
CO2 : 0.03%
<토마토의 에틸렌 생성량>
외부표준물질의 값이 1167.2라는 값이 있기 때문에
7866/1167.2=6.74
즉 토마토의 에틸렌 생셩량은 6.74이고, 대략 0.067%정도이다.
<토마토의 호흡량>
CO2 : 0.028%
사과와 토마토를 비교하였더니 사과가 토마토보다 호흡량이 많았다. 아마도 토마토보다 사과가 덜 익어서 그런 것 같아 보였다.

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