레포트자료종이크로마토그래피실험자료입니다

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본문 1.크로마토그래피(chromatography) : 색소물질을 흡착제를 이용해서 분리하는 방법. 크로마토그래피는 물리적성질이 비슷하여 분리하기 어려운 물질의 분리에 쓰이는 혼합물 분리법중의 하나입니다. 유기합성실험(물론 다른 합성실험에서도 마찬가지이지만)을 하다보면 내가 원하는 한 가지 생성물만 얻을 수 있는 것이 아니라 여러 가지의 부생성물을 얻기도 합니다. 이들 혼합물이 물리적성질이 비슷하여 분리가 힘들 경우에 컬럼크로마토그래피로 혼합물을 분리합니다. 일반적으로 50-100cm 가량의 투명한 관(컬럼)에 2/3정도 실리카겔분말을 충진하고 혼합물을 모두 용해시킬수 있는 용매를 선택하여(에탄올, 메탄올, 헥산, 등등) 그 용매를 일단 부어서 내부를 겔상태로 만들어 둡니다. 이때 주의점은 용매가 실리카겔의 최상단부보다 항상 많이 들어 있어야 합니다. 이제 혼합물을 최소한 용매에 녹여서 가만히 컬럼의 상부에서 투입하고 그러면 혼합물들은 전개용매의 이동(중력이동)에 따라 아래로 천천히 내려갑니다.(정말 천천히 내려가죠.) 이때, 각 혼합물속의 화합물들이 고정상인 실리카겔에 흡착되는 정도는 조금씩 차이가 있는데 그 차이에 따라 밑으로 내려 갈 수록 점점 분리가 되겠죠? 이런 원리로 컬럼크로마토그래피로 혼합물의 분리가 가능해 집니다. 물론 컬럼의 밑에서는 뷰렛의 하단부와 같이 콕과 용액의 배출부가 있어서 시험관에 나오는 용액들을 나누어 담아서 (차례대로) 분리해주면 혼합물의 분리완성 되고요. 필요하다면 용액을 회전식진공증발기(rotatory vacuum evaporator)에 넣어 용매만 날려 보내면 순물질을 얻을수도 있습니다. 크로마토그래피는 1960년 러시아의 식물학자 츠베트가 탄산칼슘을 채운 관을 이용해서 식물 잎의 색소를 분리하는데 처음 이용하였다. 각각의 색소들은 관을 통해 이동하는 속도가 다르기 때문에 분리가 가능하다. 크로마토그래피란 용어는 색소를 나타내는 chroma 와 쓰기를 나타내는 graphy가 결합한 것이다. 원리-크로마토그래피에 의해 혼합물이 분리되는 것은 각 성분들의 이동상(용매)에 대한 용해성의 차이와 고정상(거름종이)에 대한 흡착성의 차이 때문이다. 고정상에 흡착되어 있는 물질을 이동상이 녹여 내면 이동상을 따라 성분 물질들이 움직이게 된다. http://kin.naver.com/brewse/db_detail.php?d 1id=110204&docid=245108 2.종이크로마토그래피(Paper Chromatography) : 종이분배크로마토그래피라고 한다. 흡착물질로는 거름종이를 사용한다. 보통 직사각형으로 자른 거름종이(chromatostrip)의 한쪽 끝에 시료를 놓고 전개제(展開劑)가 되는 용매의 모세관현상을 이용하여 스며들게 한다. 전개제가 스며듬에 따라 시료 중의 각 성분도 이동하는데, 이때의 각종 성분은 그 이동속도가 다르기 때문에 시간 경과와 더불어 분리된다. 분리된 성분은, 예를 들면 착색물질이면 그 빛깔로부터, 무색인 것은 발색제(發色劑) 등으로 발색시켜 확인한다. 또 각 성분의 이동률(移動率)을 측정함으로써 확인할 수 있다. 이상의 방법은 1차원법이라고 하는데 이밖에 너비가 넓은 거름종이를 사용하는 2차원법도 있다. 종이크로마토그래피는 조작이 간단하며 특별한 장치도 필요 없고 분석을 값싸게 할 수 있는 것이 특징이다. 3.분배크로마토그래피 分配-, partition chromatography : 공존하는 두 액체상(液體相)에 분배되는 물질의 비율은 물질의 종류에 따라 일정하다는 사실을 이용한 크로마토그래피. 실제로 흔히 사용되는 것으로는 거름종이를 매체로 하는 종이크로마토그래피와, 실리카겔 등을 매체로 하는 컬럼크로마토그래피, 박층(薄層)크로마토그래피 등이 있다. 이 매체들은 친수성(親水性)이므로 흡착수가 보유되어 있고 전개용매와의 사이에 용질의 분배가 일어난다. 거름종이의 섬유나 실리카겔에 흡착되어 있는 물에 대한 분배율이 높은 물질은 전개거리가 짧지만, 분배율이 낮은 물질은 전개거리가 길어서 크로마토그램을 생성한다. 박층크로마토그래피는 박층을 만드는 물질의 종류에 따라 분배크로마토그래피가 되기도 한다. 4.칼럼크로마토그래피 column chromatography : 칼럼을 사용한 크로마토그래피. 칼럼은 유리관과 같은 원기둥 모양의 관에 산화알루미늄이나 이온교환수지 등을 충전한 것이다. 칼럼에 시료용액을 통과시키면 시료용액 중에 함유된 여러 물질이 분리되어 층상으로 칼럼 속에 위치하게 된다. 각 물질은 적당한 용리액(溶離液)을 흘림으로써 각 성분을 추출할 수 있게 된다. 칼럼의 충전제로서 산화알루미늄 활성탄 산화마그네슘 등을 사용한 것을 흡착크로마토그래피, 녹말 셀룰로오스 등을 사용한 것을 분배크로마토그래피, 이온교환수지를 사용한 것을 이온교환크로마토그래피라고 한다. 일반적인 조작은 다음 4단계로 나눌 수 있다. ① 적당한 충전제를 선정하여 칼럼을 만든다. ② 칼럼에 시료용액을 흐르게 하여 각 성분을 칼럼 속에 층상으로 놓이게 한다. ③ 적당한 용매를 흐르게 하여 층상의 각 성분을 완전하게 분리시킨다. ④ 적당한 발색시약용액을 흘려 착색시키거나 또는 ③의 조작을 계속하여 칼럼으로부터 순차적으로 흘러나오는 각 성분을 나누어 크로마토그래피를 얻는다. 크로마토그래피는 1906년 러시아의 M.츠베트에 의하여 발견된 탄산마그네슘을 충전제로 한 칼럼크로마토그래피가 최초이다. 5.흡착크로마토그래피 吸着-, adsorption chromatography : 크로마토그래피의 분리메커니즘으로 흡착작용을 이용한 것. 대응하는 것에 분배(分配)크로마토그래피가 있다. 흡착제로는 활성알루미나 활성탄(活性炭) 산화마그네슘 탄산마그네슘 등이 사용된다. 이들 흡착제를 유리관 등의 관(column)에 충전시켜, 위쪽으로부터 시료용액을 흘려내려 보내면 시료가 흡착된다. 흡착제에 흡착된 시료는 적당한 용매를 관의 상부로부터 흘러내리게 함으로써 전개되어 관에 분리된 물질의 착색대(크로마토그램)를 형성한다. 다시 용매를 흘려 내리면 관의 하부로부터 분리된 성분물질을 순차적으로 꺼낼 수 있다. M.S.츠베트가 처음으로 알루미나의 관을 사용하여 클로로필의 흡착크로마토그래피를 얻고, 이것을 분리한 것이 크로마토그래피이다. 6.크로마토그래피 종류 : 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) - 고성능 액체 크로마토그래피와 관련된 크로마토그래피과정은 앞의 크로마토그래피와 다를 바가 없다. HPLC에서의 복잡성은 복잡한 기기 사용 때문이다. 조절이 가능한 고압으로 용매를 밀어 보내야 하며 복잡한 검출기를 사용하여야 한다. 이온교환 크로마토그래피 - 이온교환 크로마토그래피에서 용질 분자와 고정상사이의 상호작용은 전하차이에 기초를 둠으로 분자와 교환체는 여전하를 가져야 한다. 이온교환과정은 두 가지 단계로 기술되는데 그것은 흡착과 탈착이다. 첫째 단계에서 하전된 용질이온 P-가 반대이온 X-와 대치되어 교환체 R+의 반대전하자리에 부착된다. (R+X-) + P- ↔ (R+P-) + X- 둘째 단계에서 용질이온은 경쟁적으로 작용하는 염이온 S-로 대치된다. (R+P-) + S- ↔ (R+S-) + P- 이 둘째 단계는 크로마토그래피 칼럼으로부터 용액의 분리를 나타낸다. 이온교환수지는 머무는 이온의 종류와 운반하는 전하의 종류에 따라서 두 가지 형태가 존재한다. 음이온 교환체는 순 양전하를 가지게 되고 양이온 교환체는 음전하를 가지게 된다. 이러한 교환체들은 전하가 강산 또는 약산 등의 pH변화에 따라 어떻게 변하는가에 따라 더 세분되며 이러한 여러종류의 교환체들이 아래 표에 나타나 있다. 얇은 막 크로마토그래피 - 얇은 막 크로마토그래피에 있어서 고정상은 불활성 지지체에 입자성 물질을 한 층으로 입힌 것이며 지지체는 초기에 주로 유리를 사용했으나 지금은 주로 플라스틱이나 알루미늄을 사용한다. 상업적으로나 실험실에서 만들어지는 판은 고정상으로 지지물질이나 결합체를 용매로 사용하여 표면처리하고 상온이나 오븐에서 말려서 제작한다. 크로마토그래피의 분리능력은 고정상의 입자크기에 의존하므로 TLC에서 입자크기 분포를 좁히며 평균입자크기를 5㎛로 감소시키면 어느 정도 증가된 분리력을 얻을 수 있다. TLC는 크로마토그래피의 특정 방식에 제한되지 않고 분석하고자 하는 물질의 안정한 층을 찾을 수 있게 하였다. 가장 흔히 접할 수 있는 고정상은 실리카 겔인데 이는 극성에 따른 용매의 강도 변화로 광범위한 혼합물을 분리할 수 있다.한 쪽 끝에는 triacylglycerol이 hexane, diethyl ether와 같은 용매로 분리될 수 있고 다른 끝에서는 sulphonic acid와 같은 극성 물질이 수성알코올과 같은 극성 용매로 염색된다. TLC판은 한 번만 사용하므로 비록 HPLC 칼럼에서는 이런 상황이 일어나지 않지만 수용성 용매를 높은 pH에서 사용함에 따른 실리카겔의 용해가 문제되는 않는다. TLC로서 흡착 크로마토그래피를 할 수 있는 더 좋은 물질은 알루미나인데 이는 실리카겔의 성질을 많이 가지고 있으나 실리카겔과는 달리 산성보다 알칼리성을 띤다. TLC기법을 사용한 다른 크로마토그래피 기법들이 제한적으로 사용되어 왔었다. 그래서 단백질 분리를 위한 겔-여과 TLC는 생화학적 영역에서 많이 사용되고 있으며, 표준 분자량 물질과 서로 비교함으로써 분자량을 결정하는데도 쓰이고 있다. 유사한 방법으로 역상을 위한 소수성 표면 또는 이온 교환 작용을 가지는 변형된 층도 이용되고 있다. 분리방식에 관계없이 이러한 기법들은 같은 방법으로 사용될 수 있다. 시료 용액과 관련된 표준물들을 판의 끝에서 약 1cm떨어진 곳에서 점 찍게되어 있다. 그리고 가해진 용매는 평형을 이룬 밀폐용기내의 이동상 위에 두기 전에 증발시켜 제거한다. 판이 평형을 이룬 후 모세관 현상에 의해 전개시키기 위해 용매 속으로 판을 내린다. 많은 경우에 있어 평형 단계를 생략하고 판에 점을 찍고 말린 후에 즉시 용매 속으로 넣게 된다. Rf값이 이 상태에서는 다양한데 이유는 판의 활성도가 일정하지 않고 앞서 사용한 말린 상태에 의존하기 때문이다. 이와 유사한 효과는 판에 너무 많은 시료를 둘 때도 관찰할 수 있으며 주로 시료준비용 목적에서 띠가 시작선을 따라 관찰될 수 있는데 이는 시료가 고정상의 작은 영역 위에 집중 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 크로마토그래피, 물질, 용매, 이온, 분리, 시료