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| | 직렬로 연결된 PID/FID에서 디젤 표준(diesel
standard)을 분석할 때, C16이상의 탄화수소들이 현저하게 감소하고 피크의 흔적 또한 부정확해지는 흥미로운 현상을 관찰하였습니다. 이러한
이유는 무엇입니까? | | | | |
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| | 이것은 PID에서 축합의 증후입니다. 분석물의
상대적인 휘발성이 감소할수록, 그 영향이 명백해집니다. 일반적으로, 감지기의 온도를 250℃ 근처의 온도 상한선까지 증가시킴으로써 이와 같은
현상을 최소화 시킬 수 있습니다. PID 램프의 생명은 고온에서 크게 감소되기 때문에 화합물들은 휘발성 범위에 한정되야 합니다. | |
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| | EPA Method 8270(준휘발성 유기물질의
GC/MS부터 모세관 컬럼 테크닉까지)은 다섯-포인트 보정 곡선(전형적으로20, 40,80, 120,160 ppm)을 요구합니다. EPA에서는
30 미터, 1.0 μm필름의 0.25 mm I.D.를 추천하기 때문에 제 크로마토그램이 120 and 160 ppm standard에 대한
과부하 현상을 보입니다. 이런 경우에 어떻게 해야 합니까? | |
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| | 1.0μm필름의 0.25 mm I.D. 모세관
컬럼은 하나의 매트릭스 내 각각의 분석물질을 대략 125에서 75 ng1정도 다룰 수 있습니다. 즉, 만일 각각 100 ppm의 두 성분으로
혼합된 1.0 μL의 시료가 있다면, 전체적으로 200 ng에 대해 컬럼은 과부하 되지 않을 것입니다. 컬럼이 과부하 되면, 분석가들은 큰
용량의 컬럼을 선택할 수도 있습니다.(e.g., a 0.32 mm I.D. column with comparable b). 불행히도, 모든
benchtop GC/MS 시스템들이 0.32 mm I.D.컬럼의 흐름속도보다 큰 흐름을 다룰 수 있는 것은 아닙니다.
또 다른 해결
방법은 적은 양의 시료가 컬럼에 도입될 수 있도록 컬럼의 꼭대기를 주입기 내부에 위치하게 하는 것입니다. 주입기 판별은 모든 농도에 대해 일정하기
때문에 보정 곡선은 직선으로 남아있습니다. 이것은 대부분의 분석자들에 대해 가장 간단한 해결방법이 될 수도 있습니다. 차선책으로 split
도입은 컬럼에 대한 분석물의 양을 감소시킬 수 있습니다(e.g., 25:1) 가장 늦게 용리되는 화합물과 미량의 화합물들 대부분은 감지하기
어려울 것입니다. | | | | |
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| | 우리 실험실에서는 보통 수용액상태의 시료를 주입하고
있는데, 재현성 있는 결과를 얻지 못하고 있습니다. 이 문제를 향상시킬 수 있는 방법이 있을까요? | |
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| | 물은 일반적인 실험실 용매 중 가장 크게 부피증가를
보이는 것 중 하나입니다. 물주입의 경우에는 도입라인이 너무 작아 증기화 된 혼합물의 수용하지 못하게 되는 경우도 있어서, 과도한 증기는 주입기
입구의 외부에 “backflash”를 일으킵니다. 이 증기 혼합물은 시료의 손상을 유발하면서 차가운 표면에 축합됩니다. 물의 경우, 주입기
입구 온도를 150에서 220°C(부피증가를 최소화하면서) 또는 더 작은 도입부피를 이용함으로써 손실을 최소화 할 수 있습니다. | |
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| | 가드(Guard) 컬럼은 얼마나 길어야 하나요? | |
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| | 가드 컬럼들은 전형적으로 0.5에서 10미터의
길이입니다. 비록 모든 시료에 좋은 절대적인 길이는 없지만, 다음의 guideline이 도움이 될 것입니다. 만약 시료 매트릭스가 상대적으로
“clean”(비휘발성 화합물이 작은 농도)하고 분석 물질들은 반응성이 있을 경우 가드 컬럼은 0.5에서 1미터의 길이를 가져야 합니다. 만약에
시료 매트릭스가 더럽다면, 가드 컬럼은 반드시 길어야만 합니다(비휘발성 화합물을 모으기 위해서). 5내지 10미터가 시스템 유지를 간단히 하는데
도움을 줍니다. 더욱 긴 가드 컬럼은 전체 가드 컬럼을 교체하는 것 대신에 처음 1미터를 간단하게 자르고 주입기를 다시 설치할 수 있게 해줍니다. | |
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| | 집에서 만든 dual-컬럼 조립에서 흐름을 맞추는
것과 몇몇의 분석 물질들을 분리하는데 문제가 있습니다. 도와주세요! | |
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| | 비록 컬럼 제조사들이 특정 치수들을 명시하지만
그 치수들이 정확하지는 않습니다. 이것은 단일 주입기에서 컬럼을 커플링할 때 이중-컬럼 분석에서 문제점을 유발할 수 있습니다. J&W에서는
컬럼 연결 서비스를 제공합니다. 그러나, 스스로 해보고 싶으면, 다음 내용을 따라 해 보십시요.
Y splitter의 컬럼과 가드
컬럼을 연결시킵니다. 총 연결 부위를 확인합니다. 화합물을 감지할 수 있고 남지 않게 할 수 있는 온도까지 컬럼을 가열합니다(150°C
정도). 화합물의 용리 시간을 기록합니다. 만약 0.1분 보다 나중에 용리된다면, 나중시간의 컬럼에서 10-15cm를 자릅니다. 유지되지 않는(Nonretained)
화합물들이 두 컬럼에서 0.1분 내에 용리될 때까지 컬럼의 흐름을 거의 같게 만들면서 이 과정을 반복합니다. 분해기준이 맞아떨어질 때까지 전형적인
조건에서 표준물질을 분석합니다. 하나 또는 두개의 컬럼으로 분해하기 힘든 한쌍의 화합물들을 선택하니다. 5에서 10분 사이에 화합물을 용리할
수 있도록 충분하게 컬럼 오븐의 온도를 올리고, 화합물을 주입한 다음 두 컬럼에서 용리되는 시간들을 기록합니다.
같은 분석법에 대해서
새로운 이중 컬럼을 설치할 때, 두 번째 문단의 과정을 반복하고, 선택된 화합물들을 주입하고 두 컬럼에 대한 머무름 시간이 전에 기록된 시간의
범위 내에 들 때까지 head 압력을 적용시킵니다. | | | | |
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| | 새로운 컬럼의 조건을 잡는 것에 대해서 의견이
분분하다고 들었습니다. 몇몇 동료들은 조건 잡는 것은 필요치 않다고 하고 또 몇몇 동료들은 밤새도록 말려야 한다고 하며, 나머지 사람들은 컬럼을
천천히 온도를 내려야 한다고 합니다. 이럴 경우 어떻게 해야 합니까? | |
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| | 컬럼의 온도 상한선을 넘지 않으면서 오븐 프로그램의
마지막 온도보다 대략 20도 정도 높은 온도를 새로운 캐필러리 컬럼 조건을 잡습니다. 만약 분석 시 컬럼의 등온한계보다 높은 온도가 요구된다면,
더 높은 온도에서 컬럼의 조건을 다시 잡습니다. 그러나, 상한선은 초과하면 안됩니다.
컬럼을 설치할 때, 조건온도로 올리기 전에 적어도
운반기체의 세 배에 해당하는 부피를 가지고 컬럼을 퍼지(purge)시킵니다. 총 컬럼 조절 시간은 하고자 하는 응용의 유형과 얼마나 많은 방출(bleed)이
수용될 수 있는가에 따라 결정됩니다. 요구되는 검출기 한계가 낮을수록, 조건을 잡아야 할 컬럼의 길이는 더욱 길어집니다. (컬럼 방출은 고정상의
극성과 필름 두께와 밀접하게 연관되어 있습니다.) 극성을 띠며 두꺼운 필름의 컬럼들은 많은 방출을 보이게 되며 더 많은 조건들이 필요합니다.
대부분의 경우 조건을 잡기위해30-60분의 시간이면 충분합니다.
그러나 컬럼이 충분히 조건이 잡혔나를 어떻게 확실히 결정할 수 있을까요?
플레임 이온화 검출기(flame ionization detector, FID)는 조건 잡을 때 기준선을 감지하는 역할을 잘합니다. 기준선은
온도 경사의 끝까지(즉, 등온 상한선 밑인 30-40°C) 올라갔다가 다시 내려올 것입니다. 이때 여러분은 컬럼의 조건이 잡혔다고 여겨도
됩니다. 다른 종류의 검출기(e.g., ECD, MS)들을 사용할 때, 조건을 잡는 동안 검출기가 더러워진 경우가 보고되는 경우가 있지만 이러한
FID검출기들을 연결하는 동안 컬럼의 상태를 잡는 것은 일반적으로 안정한 방법이라고 여겨집니다.
한가지 더 ! : 컬럼의 상태를 밤새도록
조절하지 마십시오. 고온에서 컬럼을 놓아두었을 때, 컬럼의 수명은 크게 감소합니다. 만약 두시간 이상 초과량의 블리드를 보게 된다면, 오븐의
온도를 상온으로 낮추고 문제의 원인을 찾습니다.(대체적으로 셉텀이 새거나 피팅이 느슨해 컬럼 안에 산소가 들어감). 컬럼 블리드를 최소화 하는
기준선 신호들은 GC 자체에 존재하는 잔여기들로부터 기인합니다.
또 한가지: 만약 컬럼이 잠시동안 사용되고 있지 않다면, 컬럼 내부에
축합되어 존재해 왔을지도 모르는 오염물질을 제거하기 위해서 mild한 과정이 요구될지도 모릅니다. 또한, 컬럼의 조건을 잡을 때 오븐의 램프
속도의 한계를 특별히 제안할 만한 기준이 없습니다. | | | | |
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| | 화학적으로 비활성화 주입 라이너(deactivate
injection liner)들을 가질 수 있습니까? Inlet에서 반응성문제가 있는 것을 어떻게 알 수 있습니까? | |
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| | 대부분의 inlet liner들은 Borosilicate
glass (e.g., Pyrex)로 만들어 집니다. Borosilicate glass 는 기체 크로마토그래피에 대해 특징적인 장점들을 보입니다.
이것은 낮은 열 팽창계수를 가지며 열적 충격에 저항성을 띠고 있습니다. 대부분의 유리들은 Lewis acid 위치를 가지고 있고 borosilicate에서는
붕소(B), 금속 산화물 그리고 표면 실라놀(silanol)에 존재합니다. 이러한 site들은 용질의 감소에 기여 할 수도 있습니다. 따라서,
크로마토그래피적 반응성 용질들에 대한 감도를 상실하거나 피크 흔적을 경험하게 될 때, inlet liner에서의 반응성 문제를 경험하게 될
수도 있습니다. 비활성화 과정은 두 가지 기본적인 경로를 수반합니다. 즉, 유리 표면의 금속 산화물을 제거하는 여과(leaching)과정과
표면의 실라놀을 비활성화 시키는 유도(derivatization)과정이 있습니다. 여과과정은 inlet liner를 25%의 미네랄산 용매(염산,
질산, 황산 등이며 크롬산은 제외)에 대개 상온에 서 하룻밤 동안 담그는 과정을 포함합니다. 산성 용매가 천천히 가열(65°C)될 때
비활성화 과정의 일부분이 몇 시간으로 짧아질 수 있습니다.
유도과정(derivatization step)은 더 많은 것이
포함됩니다. 여과가 끝난 후 liner는 유리2)의 표면의 물을 제거할 수 있도록 가열되고 나서, 표면의 실라놀 그룹을 비활성화 시킬 수 있는
화학제로서 유도됩니다. 유도제의 선택은 수없이 많고 방법들도 매우 다양합니다. 비록 단순한 비활성화 과정들이 존재하고 매우 효과적이지만(40-50%)
공정은 매우 철저한 비활성화 과정이어서 일반 상업적으로 가능한 것 보다 화학적으로 불활성한 liner를 생산해 냅니다. 이 과정은 매우 반응성이
있는 화합물에 대해 특히 효과적입니다. | | | | |
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| | 플로우미터(flowmeter)에 대해 unretained
화합물을 주입한 후 얻은 값과 흐름을 계산해서 얻은 값이 다르게 나왔습니다. Unretained 화합물들은 30m, 0.32 mm I.D.
DB-5에서 1.04 min에 용리되었고 흐름속도가 2.31 mL/min로 계산되었습니다. 반면에 플로우미터는 4.59 mL/min의 흐름
속도라고 합니다. 계산이 틀린 것입니까? 혹은 플로우미터가 틀린 것입니까? | |
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| | 두 가지 모두 정답입니다. 그러나 각기 다른
질문에 대한 대답입니다. 플로우미터는 컬럼의 출구 끝 부분에서 흐름속도를 측정한 것이 고 반면에 계산된 속도는 컬럼의 평균적인 속도를 측정한
것입니다. | | | | |
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