소개글
"HPLC를 이용한 카페인 정량분석 실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론 및 원리
2. HPLC의 구성 및 원리
2.1. 송액 펌프
2.2. 칼럼
2.3. 검출기
2.4. 데이터처리장치
3. 크로마토그래피의 이론
3.1. 정상 및 역상 크로마토그래피
3.2. 용매 세기와 극성
3.3. 용리 방법
4. 시료 전처리
4.1. 농축과 분리
4.2. 용매 추출
5. 실험 방법
5.1. 표준용액 제조
5.2. 시료 전처리
5.3. HPLC 조건 설정
6. 실험 결과 및 고찰
6.1. 검정 곡선
6.2. 시료 분석 결과
6.3. 오차 분석
7. 결론
8. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 실험 목적
실험 목적은 자외선을 흡수하는 식품 성분인 카페인을 HPLC로 분석하는 원리와 응용 방법의 이해를 목적으로 한다.
카페인을 표준 물질을 사용하여 standard curve를 작성하고 미지 시료 (실론티, 아메리카노, 레드불)의 retention time과 피크 면적을 측정하여 정량하고자 한다.
1.2. 실험 이론 및 원리
이동상으로 액체를 이용하는 크로마토그래피를 액체크로마토그라피라고 하며, 고압 송액 펌프와 고성능 충진제의 사용에 의해 분리를 고속으로 행하는 LC를 특히, 고속액체크로마토그래피(HPLC; High performance liquid chromatography)라고 한다"" 이동상에 녹이는 시료가 분리의 대상으로 된다"" 본 실험은 HPLC를 통해 음료 속에 있는 카페인을 분석하여 음료 안에 있는 카페인을 측정하는 실험이다"" 카페인이란, 차, 커피 등에 함유되는 alkaloid(질소를 함유하고 염기성을 나타내는 물질)의 일종으로 중추신경을 흥분시키는 약리 작용이 있는 물질이다"" 표준물질과 실제 시료의 크로마토그램을 비교해 실제 시료 안에 존재하는 카페인의 양을 계산할 수 있다""
2. HPLC의 구성 및 원리
2.1. 송액 펌프
HPLC 기기에서 가장 중요한 부분은 송액 펌프이다. 송액 펌프는 일정한 유속과 압력으로 이동상인 용매를 공급하고, 매우 정밀하고 일정하며 재현성 있는 흐름속도로 분리 하여 보내는 역할을 한다. 또한 기울기 용리를 조절하는 역할을 한다.
HPLC 펌프장치에서 필요로 하는 조건은 엄격하다. 1000psi까지의 압력을 발생시켜야 하고, 펄스 충격 없는 출력, 0.1~10mL/min의 흐름속도, 흐름속도 조절 및 흐름속도의 재현성의 상대오차를 0.5%이하로 유지해야 한다. 또한 HPLC에서 사용되는 다양한 용매들과 접촉하기 때문에 잘 부식되지 않은 재질로 만들어져야 한다.
송액 펌프에는 플런저형, 시린지형, 가스압형이 있는데, 사용목적에 맞는 것을 선택할 필요가 있다. 플런저형 펌프는 연속 송액이 가능하며 유량 제어가 용이하여 가장 폭넓게 이용되고 있다. 시린지형 펌프는 무맥류의 송액이 가능하지만 일정량 이상의 연속 송액은 불가능하다. 가스압형 펌프는 대량의 송액이 가능하므로, 칼럼 충진용이나 대량 분취용 HPLC에서 사용된다.
2.2. 칼럼
HPLC 칼럼은 분리의 대상이 되는 혼합물의 각 성분들을 효과적으로 분리할 수 있도록 고안된 장치이다. 칼럼은 내경 2~4.6㎜, 길이 5~30㎝의 스테인리스강 또는 수지제의 관 모양 용기에 충진제를 채워서 사용한다. 분석하고자 하는 시료의 종류에 따라 칼럼의 크기와 충진제의 종류를 선택하여 사용할 수 있다. 칼럼의 역할은 시료를 화학적 또는 물리적 특성에 따른 머무름 정도의 차이에 의해 분리하는 것이다. 실험에 사용된 칼럼은 C18으로, 역상크로마토그래피에 주로 사용되는 충진제이다. 역상크로마토그래피에서는 정지상이 비극성이거나 약한 극성이고 용매가 좀 더 극성으로 이루어져 있다. 용리액의 세기는 극성이 적은 용매를 더할수록 증가한다. 역상크로마토그래피를 이용하면 봉우리 꼬리끌기 현상을 제거할 수 있고, 용리액에 포함되어 있는 극성 불순물에 덜 민감하다는 장점이 있다. 또한 내압성이 높고 다양한 용매에 안정하기 때문에 분리능이 높다는 특징이 있다. 칼럼 양끝의 스테인리스 스틸 프릿에 의해 고정상의 다공성이 유지되며, 입구의 프릿 막은 입자 필터 역할을 하고 칼럼 내경을 균등하게 액체를 분배하는 도움을 준다. 입자에 의한 칼럼 오염, 튜브 막힘, 펌프 손상 등을 방지하기 위해 주입하기 전에 시료를 0.5~2㎛ 필터로 통과시켜야 한다. 칼럼의 효율을 높이기 위해서는 작은 입자크기의 충진제를 사용하는 것이 좋으며, 일반적으로 10㎛ 이하의 입자를 사용한다.
2.3. 검출기
검출기는 칼럼출구에서 분리된 용질의 물리화학적 성질을 검출하여 신호를 출력하는 장치이다. 자외선 검출기(ultraviolet detector)는 용리액의 흡광도를 하나 또는 다양한 범위에서 측정하여 용질을 감지한다. 용질은 자외선을 흡수해야만 검출될 수 있다. 전기화학 검출기(electrochemical detector)는 용출액이 지나가는 전극에서 산화나 환원(전자의 유입이나 방출)이 될 수 있는 분석물질에 반응한다. 전극을 통과하는 전기 전류는 용출액 속 용질의 농도에 비례한다. 형광검출기(fluorescence detector)는 감도가 매우 높지만, 형광을 내는 소수의 분석물질에만...
참고 자료
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실용적인 기체, 액체 크로마토그래피와 질량분석법, 김택제, 명승운, 조현우, 김명수 공저, 자유아카데미, 2002
위키피디아
네이버 백과사전
기체 액체 크로마토그래피 및 질량분석학, 김택제, 명승운, 조현우 저, 자유아카데미, 2007
실용적 HPLC법 – 이론과 실제, 홍선표역, 경희대학교 출판국
최신분석화학 제 5판, 박정학 여인형 이범규 이승호 이인호 공역, 자유아카데미
HPLC를 이용한 카페인의 분석법 개발 및 시판 식품중 함유량 조사, 하상철 김희연 이영가 홍기형 이철원 김길생, 식품의약품안전청 식품 첨가물평가부 대구미래대학
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