HPLC 검출기 종류 특징

 

 

(1) UV/VIS 검출기

HPLC 검출기중 가장 많이 사용되는 검출기 입니다. 특정발색단을 가지는 유기화합물이 UV 또는 가시광선영역에 빛을 받으면 흡수하는 원리를 이용하여 UV/VIS 영역에 빛에대한 흡광도를 측정하여 Beer의 법칙에 따라 각 성분의 농도를 측정하는 검출기입니다

 

 

 

기본구조는 위의 그림과 같으며 분광광도계와 거의 유사한 구조와 원리를 가지고 있으며 실제 분광광도계보다는 많은 부분이 단순화 되어있습니다. 광원에서 방출된 빛이 광로를 통과하면서 여러장치를 거쳐 특정파장의 빛만을 flow cell ray 시료에 투사하면 시료에 의해 빛의 일부는 흡수되고 일부는 cell을 통과하여 반대쪽 검출부에 sample diode로 가면 투과된 빛의 양을 측정하여 시료성분의 양을 검출하는 방식입니다

 

 

 

 

 

 

한개의 다이오드는 한개의 파장의 빛만을 측정할수있습니다. UV검출기의 구조를 보면 Reference diode 한개와 Sample diode 한개로 구성되어있어 한개의 파장의 빛만 측정할 수 있는 구조입니다. 따라서 grating을 이용하여 특정한 한개의 파장만을 선별하고 다이오드로 보내주어 측정하게 됩니다. 이경우는 파장이 바뀔때마다 grating을 조절하여 측정해야하므로 번거롭습니다. 만일 어떤성분을 UV검출기를 이용해 254nm에서 분석한다고 가정해 보겠습니다. 분석한 결과, 254nm에서피크의 감도가 별로 좋지않아 파장을 280nm로 바꿔서 분석해보려고 합니다. 그러면 파장이 바뀌었으므로 분석을 처음부터 다시 새롭게 시작해야합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2) PDA 검출기(DAD 검출기)

 

PDA검출기는 DAD검출기라고도하며 UV검출기를 개선시킨 형태입니다. UV검출기와 다른점은 수많은 다이오드를 일렬로 배치하여 넓은 영역파장의 빛을 동시에 측정하여 검출가능하게 하였습니다. 3D스펙트럼을 통해 입체적인 분석이 가능하기 때문에 샘플내에 흡수파장이 다른 샘플이 섞여있거나 신규물질 분석 등에 유용하며, 순도분석이나 샘플의 특정에도 간편히 사용할 수 있는 장점이 있습니다.

 

 

 

PDA 검출기는 수많은 다이오드를 일렬로 배치한 것입니다. 위의 그림은 pda검출기의 구조입니다. lamp에서 방출된 넓은 범위의 파장을 가진 빛이 holminum 필터를 통과하여 flow cell을 지나갑니다 이어서 slit을 통과한 후 grating에 입사되어 파장별로 회절됩니다. 무지개속으로 표시된부분입니다. 이렇게 무지개색으로 부채처럼 퍼진 여러파장의 빛이 diode array에 입사됩니다. 이 diode array는 190~800nm까지의 다이오드를 일렬로 쭉 연결하여 붙힌것입니다. 다이오드 한개당 한개파장의 빛을 흡수하므로 190~800nm까지의 빛을 모두 흡수하여 측정이 가능합니다.

 

 

UV/VIS 검출기에 비해 PDA검출기를 이용하면 좋은점

한번의 분석으로 190~800nm까지의 파장이 다 저장되기때문에 다시 분석하지 않아도 된다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) 굴절률 검출기

 

 굴절률검출기는 시료의 농도에 따른 굴절률의 차이로 물질의 함량을 확일 할 수 있는 검출기입니다. 기준셀에 이동상이 채워져있고 시료셀에 시료가 지나가게되면, 두용액사이에 굴절률의 차이가 나기 때문에 이차이로 물질을 검출할 수 있습니다. 이처럼 굴절률 검출기는 광원에서부터 나온 빛이 시료가 흐르는 두개의 구역을 가진 flow cell을 통과할 때 두개 구역에 다른 매질에서 발생하는 굴절률의 차이를 인지하여 검출합니다. 이로인해 온도,용액의 밀도, 셀의 청결상태등에 영향을 받게 됩니다. 

 

 

 

 

 

 

굴절률검출기의 구조는 위와같이 단순합니다. 

 

광원에서부터 나온 빛은 대조셀과 시료셀을 통과하면서 두셀에 채워진 액체를 통과하게 되는데 두셀에 채워진 액체는 동일하게 순수한 이동상이므로 굴절률의 변화가 없어 일정한 방향으로 진행합니다

 

이때 시료를 주입하여 이동상에 시료가 포함되게 된다면, 시료가 포함하는 이동상이 흘러서 시료셀을 통과합니다. 이경우에는 대조셀에는 순수한 이동상용액이 채워진 상태가 되고, 시료셀은 이동상용액에 시료가 포함된 상태이므로 두셀에 채워진 액체의 농도는 달라지게 됩니다.

 

이경우에 광원에서부터나온 빛은 대조셀을 통과한 후 시료셀로 들어가면서 액체의 농도가 달라지므로 빛이 진행되는 각도가 굴절되게 됩니다. 

 

 

적용

주로 고분자 및 당 분석시 이용하며 UV/VIS 검출기로 검출이 어려운시료에 적용하며 대규모 분리에 적합합니다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4) 형광 검출기

형광검출기는 형광특성이 있는 물질의 분석에 유용합니다. 시료분자에 에너지를 주게되면 분자가 들뜬상태로 되었다가 다시 안정한 바닥상태로 돌아가는데, 이때 특정한 빛을 내는 물질을 형광특성이 있다고 하며 이 빛을 형광이라고 합니다.

 

이처럼 분자의 특정파장의 빛을 쏘면 이 빛을 흡수하여 들뜬상태로 된 후 다시 분자가 안정된 바닥상태로 돌아가면서 또다른 특정파장의 빛을 방출하는데, 이 빛을 검출부로 확인하여 물질의 정성과 정량을 실시하게 됩니다.

 

 

이러한 형광검출기의 구조는 위와 같습니다.

광원을 켜게되면 광원에서 넓은 파장범위의 빛을 방출하며 excitation 필터를 거치며 특정파장의 빛을 통과시킵니다. 이특정파장의 빛은 dichroic mirror에 도달하면 반사되어 시료셀로 들어가 시료셀 내의 형광시료를 들뜨게 만듭니다. 형광특성을 가지는 시료는 특정한 파장의 빛 에너지를 흡수하여 들뜬상태가 되는데 가만히 놔두면 조금 후 안정한 상태로 돌아가면서 또다른 특정한 파장의 빛을 방사하게됩니다. 조금전에 들뜨게된 형광시료는 안정된 상태로 돌아가면서 또다른 특정의 파장의 빛을 방사하게됩니다. 이렇게 형광시료에서 방사된 특정파장의 빛은 dichroic mirror을 통과하여 emission 필터를 거쳐 검출부에서 검출됩니다. 여기서 그림 중간에 보이는 dichroic mirror의 광학정인 특성은, exciting 파장은 반사시키고 또다른 특정파장인 emission 파장의 빛은 투과시키는 특성을 가지고 있습니다

 

 

적용

UV/VIS 검출기보다 100~1000배 정도 감도가 좋아 미량분석에 많이 이용됩니다