KR101586693B1

KR101586693B1 - 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법 및 이를 이용한 시스템

Info

Publication number: KR101586693B1
Application number: KR1020130091435A
Authority: KR
Inventors: 이승엽; 김경훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2016-01-19
Also published as: KR20150015717A

Abstract

본 발명은 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법 및 이를 이용한 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 혼합물의 특성을 친화도 개념으로 정량적으로 평가하는 새로운 방안으로 혼합물에 대한 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도를 평가하는 방법인 ChromatoC2MA(Chromatography-based Characterization Method of Mixture’s Affinity)를 이용하여 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법 및 이를 이용한 시스템에 관한 것이다.

Description

크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법 및 이를 이용한 시스템{METHOD FOR EVALUATING AFFINITY OF A MIXTURE USING A CHROMATOGRAPHY-BASED CHARACTERIZATION AND SYSTEM USING THE SAME}

혼합물은 2개 이상의 순물질(a pure substance)이 화학 결합을 형성하지 않은 채 서로 섞여 있는 것이고, 혼합물 내에서 각각의 순물질은 고유한 성질을 유지한다. 따라서, 혼합물의 물리화학적 특성은 혼합물을 구성하는 순물질의 종류, 수, 조성에 따른 복합적 작용에 의해 결정되기 때문에 고유의 특성을 평가하는 것은 순물질의 경우와는 다르게 매우 어렵다. 특히 혼합물을 구성하는 순물질의 조성이 변하면 그에 따라 혼합물의 특성도 크게 변하기 때문에 혼합물의 특성을 평가하는 것은 더욱 어렵다. 하지만 혼합물은 많은 화학 공정 및 물질 제조 합성에 이용되고 있기 때문에 혼합물의 특성을 정확하게 평가할 수 있다면 혼합물을 보다 효과적이고 체계적으로 이용할 수 있고, 혼합물과 함께 사용되는 물질의 성능을 최적화할 수 있어 화학 공정 및 물질 제조 합성의 효율을 증대시킬 수 있을 것이다.

본 발명은 이러한 혼합물의 특성을 친화도 개념으로 정량적으로 평가하는 새로운 방법인 ChromatoC2MA(Chromatography-based Characterization Method of Mixture’s Affinity)에 관한 것이다.

물질 사이의 용해성(solubility)이나 혼합성(miscibility)을 판단하기 위해서는 물질의 고유 물성을 사용해 서로 유사성 비교를 해야 한다. 용해성이나 혼합성에 영향을 주는 고유 물성은 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 물질 내의 결합(interaction) 정도를 정량적인 값으로 나타내는 용해도 인자(Solubility Parameters)가 가장 많이 사용된다. 즉 각 물질은 고유한 용해도 인자 값을 가지고 용해도 인자 값이 유사한 물질끼리는 서로 잘 용해 되거나 섞인다.

물질의 친화도에 관한 다양한 이론이나 개념에 근거해 용해도 인자가 제안되고 사용되고 있지만, 그 중에서도 Dr. J. H. Hildebrand가 제안한 힐더브랜드 용해도 인자 (Hildebrand Solubility Parameter)와 1967년에 Dr.C.Hansen이 제안한 한센 용해도 인자(Hansen Solubility Parameter: 이하 HSP)를 이용하여 용해도 특성을 나타낼 수 있다고 알려져 있다.

대다수의 유기 및 무기 물질에 대해서 힐더브랜드 용해도 인자 및 한센 용해도 인자는 실험적 또는 계산적 방법을 통해 구할 수 있는 것으로 알려져 있고, 용해도 인자는 물질을 구성하고 있는 결합력을 나타내는데 구체적으로, 힐더브랜드 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 나타내는 1개의 실수값(δ)이고, 한센 용해도 인자는 물질 내 결합 정도를 다음과 같은 3가지 인자로 세분화해서 고려한다.

(1) 무극성 분산 결합으로 인해 발생하는 용해도 인자(δD)

(2) 영구 쌍극자로 인한 극성결합으로 인해 발생하는 용해도 인자(δP)

(3) 수소결합으로 인해 발생하는 용해도 인자(δH)

이와 같이 HSP는 물질 내의 결합 정보를 제공해 주기 때문에 정확하고 체계적으로 물질의 용해성이나 혼합성을 평가할 수 있어 널리 사용된다.

HSP=(δD, δP, δH), (J/㎤)^½(1)

δTot =(δD²+δP²+δH²)^½,(J/㎤)^½(2)

HSP는 3가지 요소로 이루어진 공간에서 크기와 방향성을 가지는 벡터(Vector)이고, δTot는 HSP 벡터의 크기(magnitude)를 나타낸다. HSP를 나타내는 기본 단위는 (J/㎤)^½이다. 이러한 HSP값은 HSP를 제안한 Dr.Hansen 그룹에서 개발한 HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)라는 프로그램을 사용하여 계산한다.

두 물질의 HSP값이 유사하면 서로 잘 용해되는데 HSP는 벡터이기 때문에 서로 유사하다고 판단하기 위해서는 각 물질의 3가지 HSP 성분과 HSP의 크기가 모두 유사해야 한다. 모든 순물질은 고유한 HSP를 가지고 서로 유사한 HSP를 가지는 순물질은 유사한 물리화학적 특성을 나타낸다. 따라서 순물질의 특성을 서로 비교하기 위해서는 HSP의 유사성을 평가해야 한다.

구체적으로, HSP 유사성은 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 통해서 알 수 있고 하기 식 1을 이용해서 계산할 수 있다.

[식 1]

상기 식에서, A와 B는 혼합물의 구성하는 순물질을 나타내고, 상기 α₁,α₂,α₃는 0 보다 큰 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 α₁는 0.5 내지 4.5의 실수, α₂는 0.5 내지 3의 실수, α₃는 0.5 내지 2.5의 실수이고, β는 0 보다 큰 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 1.0 내지 2.5의 실수이고, γ는 0이 아닌 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 -2.5 내지 -0.1 또는 0.1 내지 2.5의 실수이다.

상기 식은 서로 다른 순물질인 A와 B의 HSP 차이인 HSP-Diff(A,B)를 계산하는데, 순물질 A와 B의 HSP 차이가 클수록 HSP-Diff(A,B)는 큰 값을 가진다. A와 B가 서로 동일한 순물질인 경우에는 HSP-Diff(A,B)=0.0이다.

2개의 서로 다른 물질에 대하여 상기에서 설명한 힐더브랜드 용해도 인자 및 한센 용해도 인자 값이 유사한 경우, 물질의 친화도는 높게 나타난다. 본 발명자는 ChromatoC2MA인 혼합물을 구성하는 순물질들의 종류 및 구성비를 크로마토그래피 분석을 통해 측정하고, 힐더브랜드 용해도 인자 및 한센 용해도 인자를 이용하여 혼합물의 친화도를 평가하였다. 따라서, ChromatoC2MA는 이전에는 평가하기 어려웠던 혼합물의 친화도를 정량적으로 평가할 수 있어 혼합물을 이용한 물질 합성 및 제조 공정에 향후 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

J. Hildebrand and R. Scott. 1949. The solubility of non-electrolytes. 3rd edition. Reinhold Publishing Corp. J. Hildebrand and R. Scott. 1962. Regular solutions. Prentice-Hall Inc. C. M. Hansen. 1967. J. Paint Techn. 39 (505). 104-117. C. M. Hansen. 1967. J. Paint Techn. 39 (511). 505-510. C. M. Hansen and K. Skaarup. 1967. J. Paint Tech. 39 (511). 511-514.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 혼합물을 구성하는 순물질들의 종류 및 구성비를 크로마토그래피 분석을 통해 측정하고, 상기 혼합물을 구성하는 순물질들의 특성 유사성을 평가한 후, 힐더브랜드 용해도 인자 및 한센 용해도 인자를 이용하여 혼합물의 친화도를 평가하는 새로운 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법으로,

a) 혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 크로마토그래피 분석법을 사용하여 측정하는 단계;

b) 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 단계;

c) 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 단계(N>1, 0<N_RP<N:N및 N_RP는 모두 자연수이다);및

d) 상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 단계를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은,

혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 크로마토그래피 분석법을 사용하여 측정하여 데이터를 입력받는 데이터 입력 모듈;

상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 데이터를 입력받는 평가 모듈;

상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 데이터를 입력받는 제 1 확인 모듈(N>1, 0<N_RP<N:N및 N_RP는 모두 자연수이다);및

상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 데이터를 입력받는 제 2 확인 모듈을 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법인 ChromatoC2MA(Chromatography-based Characterization Method of Mixture’s Affinity)법에 의한 혼합물의 친화도 평가는 기존의 방법으로는 평가하기 어려웠던 혼합물의 친화도를 정량적으로 평가할 수 있어 향후 혼합물을 사용하는 물질 합성 및 화학 제조 공정에 매우 유용하게 이용될 수 있어, 향후 혼합물을 보다 체계적으로 이용 및 평가하는데 그 효용성이 클 것으로 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 ChromatoC2MA의 동작 원리를 간략하게 설명한 개요도이다.
도 2는 본 발명에서 힐더브랜드 용해도 인자를 사용하여 수직선 상에 혼합물의 친화도 영역을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 한센 용해도 인자를 사용하여 3차원 그래프 상에 혼합물의 친화도 영역을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법은,

d) 상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자는 ‘크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법’을 “ChromatoC2MA(Chromatography-based Characterization Method of Mixture’s Affinity)”이라고 명명하였다.

본 발명은, 상기 a)단계에서 혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 크로마토그래피 분석법을 사용하여 측정하는 단계를 포함한다.

상기 구성비는 몰분율(Mole fraction, M_i),무게분율(Weight fraction, W_i)또는 부피분율(Volume fraction, V_i)일 수 있고, 본 발명에서는 몰분율(Mole fraction, M_i),무게분율(Weight fraction, W_i)또는 부피분율(Volume fraction, V_i) 중에서 목적에 따라 어느 것이라도 사용 가능하다.

상기 a)단계의 크로마토그래피 분석법은 컬럼 크로마토그래피(Column Chromatography) 분석법, 종이 크로마토그래피(Paper Chromatography) 분석법, 박층 크로마토그래피(Thin layer Chromatography) 분석법, 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography) 분석법, 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography) 분석법, 친화성 크로마토그래피(Affinity Chromatography) 분석법, 초임계 유체 크로마토그래피(Supercritical fluid Chromatography) 분석법, 이온 교환 크로마토그래피(Ion exchange Chromatography) 분석법 및 크기별 배제 크로마토그래피(Size exclusion Chromatography) 분석법으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 분석법을 사용하여 혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 정량적으로 측정할 수 있다.

본 발명은, 상기 b)단계에서 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 단계를 포함한다.

더욱 구체적으로, 상기 b)단계의 혼합물을 구성하는 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 것은, 물에 대한 용해도 경향성 실험을 통한 경험적 방법을 이용하거나 N개의 순물질 A_m에 대해 다른 순물질과의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 하기 식 1을 이용하여 각각 계산하고, 상기 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])을 하기 식 2를 이용하여 계산하여 평가하는 것임을 특징으로 한다.

[식 1]

[식 2]

상기 식 1에서 한센 용해도 인자는 HSP=(δD, δP, δH)이고, 상기 δD는 무극성 분산 결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δP는 영구 쌍극자로 인한 극성결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δH는 수소결합으로 인해 발생하는 용해도 인자이고, 상기 α₁,α₂,α₃는 0 보다 큰 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 α₁는 0.5 내지 4.5의 실수, α₂는 0.5 내지 3의 실수, α₃는 0.5 내지 2.5의 실수이고, β는 0 보다 큰 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 1.0 내지 2.5의 실수이고, γ는 0이 아닌 실수로 특별한 제한은 없지만 바람직한 범위는 -2.5 내지 -0.1 또는 0.1 내지 2.5의 실수이다. 상기 식 2에서 A_m은 N개의 순물질(m=1 내지 N의 자연수)이다.

본 발명의 일 구현예에서는, 예를 들어 혼합물을 구성하는 순물질 중에 메탄올과 에탄올이 있다고 가정할 때, 에탄올과 메탄올의 물리화학적 특성이 유사하다는 것은 매우 잘 알려진 사실이기 때문에 이를 이용해서 메탄올을 에탄올을 대표할 수 있는 대표 순물질로 정할 수 있고, 반대로 에탄올을 메탄올을 대표하는 대표 순물질로 정할 수도 있다. 또한, 두 물질은 끓는점이 서로 비슷하다는 것과 같이 알려진 물성을 바탕으로 대표 순물질을 정할 수도 있다. 또한, 상기의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 사용하여 정량적으로 대표 순물질을 찾아낼 수도 있다. 상기의 방법에 따라 찾아낸 혼합물을 대표하는 순물질은 나머지 순물질들의 특성을 대표할 수 있다.

본 발명의 상기 c)단계의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은(N>1, 0<N_RP<N:N및 N_RP는 모두 자연수이다),

i) 상기 b)단계에서 구한 N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]를 지정하는 단계(k=1);

ii) 상기 대표 순물질 A_R[k]에 대해 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]값을 나타내고, N_R[k]는 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);

iii) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;

iv) SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계;및

v) 상기 ⅱ)단계 내지 ⅳ)단계를 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료함으로써 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 c)단계의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 1개 이상의 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은 하기 i) 내지 ⅷ)단계의 방법에 의한 것이다.

우선, 각각의 순물질 A_m이 차지하는 구성비 R[A_m]를 지정하는데, 혼합물을 구성하는 N개 순물질의 R[A_m]의 전체 합은 1.0이다.

[식 6]

i)단계는 N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]로 지정하는 단계로, 이때의 k는 1이다.

ⅱ)단계는 상기 i)단계에서 지정된 대표 순물질 A_R[k]을 제외한 N-1개의 각각의 순물질 A_m에 대해 FF[A_m]=’NONE’으로 지정하는 단계로, ⅱ)단계의 과정은 아래와 같이 수행한다.

ⅲ)단계는 대표 순물질 A_R[k]에 대해 FF[A_m]=’NONE’와 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 동시에 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계로, 상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]의 자연수를 나타내고, N_R[k]는 k번째 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다.

ⅲ)단계의 과정은 아래와 같이 수행한다.

ⅳ)단계는 A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하는 단계로, 이는 대표 순물질 A_R[k]가 대표하는 전체 비율을 나타낸다.

ⅴ)단계는 하기 식 3을 이용하여 N_RP개 대표 순물질 A_R[k]의 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 총 개수(N_T)를 계산하는 단계로, N_T는 대표 순물질과 연관된 순물질의 총 개수로 대표 순물질이 특성을 대표할 수 있는 순물질의 총 개수를 나타낸다.

[식 3]

ⅵ)단계는 하기 식 4를 이용하여 혼합물을 구성하는 순물질의 총 개수 대비 N_RP개의 대표 순물질 A_R[k]로 인해 줄어든 순물질 개수의 비를 나타내는 RR을 계산하는 단계로, 상기 RR은 0.0 내지 1.0의 실수이다. 대표 순물질이 혼합물 내의 모든 순물질을 대표하는 경우에는 RR=1.0이고, 대표 순물질이 하나도 없는 경우에는 RR=0.0이다.

[식 4]

ⅶ)단계는 N_RP개 대표 순물질 A_R[k]이 가지는 대표 비율의 총합(TOT-R)을 하기 식 5를 이용하여 계산하는 단계로, 상기 TOT-R은 0.0 내지 1.0의 실수이다. 대표 순물질이 혼합물 내의 모든 순물질을 대표하는 경우에 1.0의 값을 가지고 대표 순물질이 하나도 없는 경우에는 0.0의 값을 나타낸다.

[식 5]

ⅷ)단계는 상기 RR 및 TOT-R의 값을 이용하여, RR ≥ 0.65~0.90 또는 TOT-R ≥ 0.70~0.95(수렴 조건)인 경우 대표 순물질이 혼합물의 특성을 나타내므로 대표 순물질 선택 과정을 종료하고, 그 이외의 경우 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질에 대해 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계를 포함하며, N개의 순물질로 구성된 혼합물의 특성을 N_RP개의 대표 순물질 종류(A_R[k])및 대표 비율(Ratio[A_R[k]])의 조합으로 확인한다.

또한, 본 발명은 상기 ⅲ)단계 내지 ⅷ)단계를 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족할 때까지 500 내지 1000번 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료하거나, 500 내지 1000번을 반복하여 시도해도 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족 시키지 못하는 경우 대표 순물질을 선택할 수 없는 것으로 확인하고 종료하는 것을 특징으로 한다.

상기의 단계를 통해서 N개의 순물질로 구성된 혼합물의 특성을 N_RP개의 대표 순물질 종류 (A_R[k])및 대표 비율(Ratio[A_R[k]])의 조합으로 평가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 ChromatoC2MA의 동작 원리를 간략하게 설명하여 나타낸 것으로,{A₁,A₂,A₃,……,A_N _-1,A_N}을 혼합물을 구성하는 순물질의 집합이라고 할 때, A_k는 크로마토그래피 분석을 통해서 알게 된 혼합물을 구성하는 순물질을 나타내었다. 즉, 혼합물은 N개의 순물질 A_m으로 구성되어 있고, 혼합물은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

혼합물 = {AR₁,AR₂,…….,AR_R} AR_k← Sub{k,L_k}

AR_k는 N개의 순물질 중에서 혼합물을 대표하는 N_RP개의 대표 순물질이다. 즉 N개의 순물질로 구성된 혼합물은 N보다 작은 수의 N_RP개의 대표 순물질로 나타낼 수 있고, 각각의 대표 순물질 AR_k는 대표 순물질이 아닌 나머지 순물질을 대표한다. 이와 같이 대표 순물질을 통해 대표되는 나머지 순물질의 집합을 Sub{k,L_k}로 나타내었다. 여기서 L_k는 나머지 순물질 집합의 크기를 나타내는 것으로 N_RP개의 L_k를 모두 더하면 N-N_RP과 같아야 한다. 도 1에서는 10개의 순물질로 구성된 혼합물의 경우를 나타내었는데, 경험적 방법이나 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 통해서 대표 순물질을 정한 결과 모두 3개의 대표 순물질이 선택되었다. 각각의 대표 순물질에 대한 나머지 순물질 집합은 Sub{k=1, L₁=2},Sub{k=2,L₂=3},Sub{k=3,L₃=2}로 나타낼 수 있고, L₁,L₂,L₃를 모두 더하면 7로 N-N_RP=10-3=7과 정확하게 일치하였다. 따라서 본 방법을 이용하여 상기 혼합물은 3개의 대표 순물질로 나타낼 수 있었다.

본 발명은 상기 d)단계에서 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 단계를 포함하는데 구체적인 방법은 다음과 같다.

첫번째로, 힐더브랜드 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,

i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 힐더브랜드 용해도 인자를 사용하여 힐더브랜드 용해도 인자를 지정하는 단계;

ii) N_RP개의 대표 순물질의 힐더브랜드 용해도 인자로 이루어진 군으로부터 각각의 최소값(δ_min) 및 최대값(δ_max)을 구하는 단계; 및

iii) 혼합물의 친화도 영역의 범위는 힐더브랜드 용해도 인자 각각의 최소값(δ_min)과 최대값(δ_max) 사이의 영역(δ_min≤혼합물친화도≤δ_max)임을 확인하는 단계를 포함한다.

상기 힐더브랜드 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 나타내는 1개의 실수값(δ)이고 0 보다 큰 실수이고, 주로 사용되는 단위는 (cal/cm³)^1/2이다.

상기 ⅱ)단계를 통하여 구한, 힐더브랜드 용해도 인자의 최소값(δ_min) 및 최대값(δ_max)은 다음의 집합으로 나타낼 수 있다.

상기 표현식에서 δ(A_R[k])는 대표 순물질 (δ(A_R[k]))의 힐더브랜드 용해도 인자 값이다.

도 2는 본 발명의 힐더브랜드 용해도 인자를 사용하여 수직선 상에 혼합물의 친화도 영역을 나타낸 것으로, 혼합물의 친화도는 최소값(δ_min)과 최대값(δ_max) 사이의 힐더브랜드 용해도 파라미터 영역에 존재한다. 즉, δ_min ≤ 혼합물 친화도 ≤ δ_max 이다.

두번째로, 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,

i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 한센 용해도 인자를 계산하는 단계;

ii) N_RP개의 대표 순물질 각각의 한센 용해도 인자를 δD, δP, δH축으로 나타낸 3차원 그래프에 좌표로 표시하고, 표시된 N_RP개의 좌표를 직선으로 연결하는 단계;및

iii) 상기 ⅱ)단계에서 표시된 N_RP개의 좌표가 3차원 그래프 상에서 서로 연결된 다각형 도형의 내부 영역의 범위가 혼합물의 친화도 영역임을 확인하는 단계를 포함한다.

상기 한센 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 무극성 분산 결합력(δ_D), 영구 쌍극자로 인한 극성 결합력(δ_P), 수소 결합력(δ_H)으로 나누어서 표시하고, 상기 3개의 값은 정의상 모두 0보다 큰 실수값이다. 주로 사용되는 단위는 (Joules/cm³)^1/ ²또는 MPa¹ ^/2이다. 도 3은 본 발명에서 한센 용해도 인자를 사용하여 3차원 그래프 상에 혼합물의 친화도 영역을 나타낸 것으로, 상기 기재된 방법에 따라 N_RP개의 대표 순물질에 대한 한센 용해도 인자를 계산하고, 그 후 N_RP개의 한센 용해도 인자를 δ_D, δ_P, δ_H으로 나타낸 3차원 그래프에 좌표로 표시한다. 표시된 N_RP개의 좌표를 직선으로 연결하고, 연결된 다각형 도형의 내부 영역의 범위가 혼합물의 친화도 영역을 나타낸다. 도 3에서는 대표 순물질의 개수가 4개인 경우를 나타내었는데, 4개의 대표 순물질에 대하여 계산된 한센 용해도 인자를 3차원 공간에 나타내고 이를 연결해 도형을 만들었다. 3차원 상에 만들어진 도형의 내부가 바로 혼합물의 친화도 영역이다.

상기의 방법에 따라, 혼합물의 친화도를 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 통해 계산된 친화도 영역을 통해서 평가할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기에서 살펴본 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법을 이용한 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템을 제공한다.

상기 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템은,

상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 데이터를 입력받는 제 1 확인 모듈(N>1, 0<N_RP<N: N 및 N_RP는 모두 자연수이다);및

상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 데이터를 입력받는 제 2 확인 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 입력 모듈의 크로마토그래피 분석법은 컬럼 크로마토그래피(Column Chromatography) 분석법, 종이 크로마토그래피(Paper Chromatography) 분석법, 박층 크로마토그래피(Thin layer Chromatography) 분석법, 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography) 분석법, 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography) 분석법, 친화성 크로마토그래피(Affinity Chromatography) 분석법, 초임계 유체 크로마토그래피(Supercritical fluid Chromatography) 분석법, 이온 교환 크로마토그래피(Ion exchange Chromatography) 분석법 및 크기별 배제 크로마토그래피(Size exclusion Chromatography) 분석법으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 분석법을 사용하여 혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_k)들의 종류 및 구성비(R[A_k])를 정량적으로 측정할 수 있다.

또한, 상기 데이터 입력 모듈의 구성비는 몰분율(Mole fraction, M_i),무게분율(Weight fraction, W_i)또는 부피분율(Volume fraction, V_i)인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 평가 모듈의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 것은, 물에 대한 용해도 경향성 실험을 통한 경험적 방법을 이용하거나 N개의 순물질 A_m에 대해 다른 순물질과의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 하기 식 1을 이용하여 각각 계산하고, 상기 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])을 하기 식 2를 이용하여 계산하여 평가하는 것임을 특징으로 할 수 있다.

[식 1]

[식 2]

또한, 상기 제 1 확인 모듈의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은,

i) 상기 평가 모듈에서 구한 N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]를 지정하는 단계(k=1);

v) 상기 ⅱ)단계 내지 ⅳ)단계를 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료함으로써 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 모듈일 수 있다.

i) N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]로 지정하는 단계(k=1);

ii) 상기 i) 단계에서 지정된 대표 순물질 A_R[k]을 제외한 N-1개의 각각의 순물질 A_m에 대해 FF[A_m]=’NONE’으로 지정하는 단계;

iii) 대표 순물질 A_R[k]에 대해 FF[A_m]=’NONE’와 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 동시에 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]의 자연수를 나타내고, N_R[k]는 k번째 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);

iv) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;

v) 하기 식 3을 이용하여 R(N_RP)개 대표 순물질 A_R[k]의 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 총 개수(N_T)를 계산하는 단계,

[식 3]

;

vi) 하기 식 4를 이용하여 혼합물을 구성하는 순물질의 총 개수 대비 N_RP개의 대표 순물질 A_R[k]로 인해 줄어든 순물질 개수의 비를 나타내는 RR을 계산하는 단계(상기 RR은 0.0 내지 1.0의 실수이다),

[식 4]

;

vii) N_RP개 대표 순물질 A_R[k]이 가지는 대표 비율의 총합(TOT-R)을 하기 식 5를 이용하여 계산하는 단계(상기 TOT-R은 0.0 내지 1.0의 실수이다),

[식 5]

;및

ⅷ) 상기 RR 및 TOT-R의 값을 이용하여, RR ≥ 0.65~0.90 또는 TOT-R ≥ 0.70~0.95(수렴 조건)인 경우 대표 순물질이 혼합물의 특성을 나타내므로 대표 순물질 선택 과정을 종료하고, 그 이외의 경우 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질에 대해 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계를 포함하며, N개의 순물질로 구성된 혼합물의 특성을 N_RP개의 대표 순물질 종류(A_R[k])및 대표 비율(Ratio[A_R[k]])의 조합으로 확인하는 모듈일 수 있다.

또한, 상기 ⅲ)단계 내지 ⅷ)단계를 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족할 때까지 500 내지 1000번 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료하거나, 500 내지 1000번을 반복하여 시도해도 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족 시키지 못하는 경우 대표 순물질을 선택할 수 없는 것으로 확인하고 종료하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제 2 확인 모듈의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,

iii) 혼합물의 친화도 영역의 범위는 힐더브랜드 용해도 인자 각각의 최소값(δ_min)과 최대값(δ_max) 사이의 영역(δ_min≤혼합물친화도≤δ_max)임을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 힐더브랜드 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 나타내는 1개의 실수값(δ)이고 0 보다 큰 실수임을 특징으로 한다.

상기 제 2 확인 모듈의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,

iii) 상기 ⅱ)단계에서 표시된 N_RP개의 좌표가 3차원 그래프 상에서 서로 연결된 다각형 도형의 내부 영역의 범위가 혼합물의 친화도 영역임을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하고 있다.

실시예

혼합물의 친화도를 평가하기 위해서 하기의 [표 1]에 나타낸 크로마토그래피 분석 결과에 대해서 ChromatoC2MA를 적용하였다. 하기 식 1의 HSP-Diff와 식 2의 Avg_HSP를 이용해서 순물질 사이의 유사성을 비교하였다.

[식 1]

[식 2]

상기 식에서, A_i와 A_m는 혼합물을 구성하는 순물질을 나타내었고, 본 실시예에서 사용된 상기 α₁,α₂,α₃는 0.8, 1.0, 1.0으로 설정하였고, β는 2.0 설정하였고, γ는 0.5으로 설정하였다. σ[1]과 σ[2]는 각각 2.3과 2.4이고, 그 외의 σ[j] (j는 3보다 큰 자연수)는 5.0으로 설정하였다. RR ≥ 0.85을 수렴 조건으로 설정하였다.

번호	구성물질 이름	무게 비	구성비
1	1-클로로-2-에톡시벤젠 (1-Chloro-2-Ethoxy Benzene)	2	0.1
2	사이클로헥센 (Cyclohexene)	1	0.3
3	벤조일클로라이드 (Benzoyl Chloride)	2	0.3
4	메틸올레이트 (Methyl Oleate)	3	0.1
5	에틸아밀케톤 (Ethyl Amyl Ketone)	1	0.15
6	메틸아밀케톤 (Methyl n-Amyl Ketone)	1	0.05

상기 6종의 순물질에 대해서 Avg_HSP를 계산한 결과 에틸아밀케톤이 2.01 (MIN(1))로 가장 작은 값을 나타냈다. 즉, 첫번째 대표 순물질 A_R[1]은 에틸아밀케톤이였다. 에틸아밀케톤과 연관된 순물질은 HSP-Diff가 σ[1] (=2.3)보다 작은 값을 가지는 1-클로로-2-에톡시벤젠과 메틸아밀케톤이였다. 1개의 A_R[1]과 2개의 연관된 순물질에 대한 RR=0.5이기 때문에 수렴 조건(RR ≥ 0.85)을 만족시키지 못했다. 상기의 경우에 속하지 않는 순물질인 사이클로헥센, 벤조일클로라이드, 메틸올레이트에 대해서 Avg_HSP를 계산한 결과 사이클로헥센이 가장 작은 값인 1.87(MIN(2))값을 가져서 2번째 대표 순물질인 A_R[2]로 선택되었다. 사이클로헥센과 연관된 순물질은 σ[2](=2.4)보다 작은 값을 가지는 메틸올레이트였다. 2개의 대표 순물질과 이에 연관된 3개의 순물질에 대해서 계산된 RR=0.83이여서 수렴 조건(RR ≥ 0.85)을 만족하지 못했다. 따라서 3번째 대표 순물질(A_R[3])으로 2개의 대표 순물질과 이에 연관된 3개의 순물질에 속하지 않은 벤조일클로라이드가 선택되었다. 3개의 대표 순물질과 이에 3개의 연관된 순물질에 대해서 계산한 RR=1.0으로 수렴조건(RR ≥ 0.85)을 만족하였다.

3개의 대표 순물질인 에틸아밀케톤, 사이클로헥센, 벤조일클로라이드의 힐더브랜드 용해도 상수 값은 각각 8.5, 8.4, 10.1 (cal/cm³)^1/2의 값을 나타내었다. 따라서 최소값과 최대값이 각각 8.4와 10.1이기 때문에 혼합물의 친화도 영역의 범위는 힐더브랜드 용해도 인자가 8.4 내지 10.1의 영역이었다.

3개의 대표 순물질인 에틸아밀케톤, 사이클로헥센, 벤조일클로라이드의 한센 용해도 인자 값은 각각 (δD, δP, δH) = (16.0, 5.4, 3.8), (16.6, 2.6, 4.0), (18.8, 6.7, 5.2) (단위 (J/cm³)^1/2)이였다. 혼합물의 친화도 영역의 범위는 δD, δP, δH 축으로 나타낸 3차원 그래프에 3개의 대표 순물질의 한센 용해도 인자값을 3차원 좌표로 나타내어 연결된 다각형 내부 영역이었다.

Claims

크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법으로,
a) 혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 크로마토그래피 분석법을 사용하여 측정하는 단계;
b) 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 단계로, 상기 특성 유사성은 N개의 순물질 A_m에 대해 다른 순물질과의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 하기 식 1을 이용하여 각각 계산하고, 상기 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])을 하기 식 2를 이용하여 계산하여 평가하는 것을 특징으로 하는 단계
[식 1]

[식 2]

상기 식 1에서 한센 용해도 인자는 HSP=(δD, δP, δH)이고, 상기 δD는 무극성 분산 결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δP는 영구 쌍극자로 인한 극성결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δH는 수소결합으로 인해 발생하는 용해도 인자이고, α₁,α₂,α₃는 0 보다 큰 실수이고, β는 0 보다 큰 실수이고, γ는 0이 아닌 실수이며, 상기 식 2에서 A_m은 N개의 순물질(m=1 내지 N의 자연수)이고, A_i는 다른 순물질을 나타냄;
c) 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 단계(N>1, 0<N_RP<N: N 및 N_RP는 모두 자연수이다);및
d) 상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 단계를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 a)단계의 크로마토그래피 분석법은 컬럼 크로마토그래피(Column Chromatography) 분석법, 종이 크로마토그래피(Paper Chromatography) 분석법, 박층 크로마토그래피(Thin layer Chromatography) 분석법, 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography) 분석법, 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography) 분석법, 친화성 크로마토그래피(Affinity Chromatography) 분석법, 초임계 유체 크로마토그래피(Supercritical fluid Chromatography) 분석법, 이온 교환 크로마토그래피(Ion exchange Chromatography) 분석법 및 크기별 배제 크로마토그래피(Size exclusion Chromatography) 분석법으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 분석법인 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 a)단계의 구성비는 몰분율(Mole fraction, M_i),무게분율(Weight fraction, W_i)또는 부피분율(Volume fraction, V_i)인 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 α₁는 0.5 내지 4.5의 실수, α₂는 0.5 내지 3의 실수, α₃는 0.5 내지 2.5의 실수이고, β는 1.0 내지 2.5의 실수이고, γ는 -2.5 내지 -0.1 또는 0.1 내지 2.5의 실수인 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 c)단계의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은,
i) 상기 b)단계에서 구한 N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]를 지정하는 단계(k=1);
ii) 상기 대표 순물질 A_R[k]에 대해 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]값을 나타내고, N_R[k]는 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);
iii) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;
iv) SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계;및
v) 상기 ⅱ)단계 내지 ⅳ)단계를 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료함으로써 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 c)단계의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은,
i) N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]로 지정하는 단계(k=1);
ii) 상기 i) 단계에서 지정된 대표 순물질 A_R[k]을 제외한 N-1개의 각각의 순물질 A_m에 대해 FF[A_m]=’NONE’으로 지정하는 단계;
iii) 대표 순물질 A_R[k]에 대해 FF[A_m]=’NONE’와 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 동시에 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]값을 나타내고, N_R[k]는 k번째 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);
iv) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;
v) 하기 식 3을 이용하여 R(N_RP)개 대표 순물질 A_R[k]의 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 총 개수(N_T)를 계산하는 단계,
[식 3]

;
vi) 하기 식 4를 이용하여 혼합물을 구성하는 순물질의 총 개수 대비 N_RP개의 대표 순물질 A_R[k]로 인해 줄어든 순물질 개수의 비를 나타내는 RR을 계산하는 단계(상기 RR은 0.0 내지 1.0의 실수이다),
[식 4]

;
vii) N_RP개 대표 순물질 A_R[k]이 가지는 대표 비율의 총합(TOT-R)을 하기 식 5를 이용하여 계산하는 단계(상기 TOT-R은 0.0 내지 1.0의 실수이다),
[식 5]

;및
viii) 상기 RR 및 TOT-R의 값을 이용하여, RR ≥ 0.65~0.90 또는 TOT-R ≥ 0.70~0.95(수렴 조건)인 경우 대표 순물질이 혼합물의 특성을 나타내므로 대표 순물질 선택 과정을 종료하고, 그 이외의 경우 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질에 대해 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계를 포함하며, N개의 순물질로 구성된 혼합물의 특성을 N_RP개의 대표 순물질 종류(A_R[k])및 대표 비율(Ratio[A_R[k]])의 조합으로 확인하는 것임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 ⅲ)단계 내지 ⅷ)단계를 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족할 때까지 500 내지 1000번 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료하거나, 500 내지 1000번을 반복하여 시도해도 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족 시키지 못하는 경우 대표 순물질을 선택할 수 없는 것으로 확인하고 종료하는 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 d)단계의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,
i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 힐더브랜드 용해도 인자를 사용하여 힐더브랜드 용해도 인자를 지정하는 단계;
ii) N_RP개의 대표 순물질의 힐더브랜드 용해도 인자로 이루어진 군으로부터 각각의 최소값(δ_min) 및 최대값(δ_max)을 구하는 단계; 및
iii) 혼합물의 친화도 영역의 범위는 힐더브랜드 용해도 인자 각각의 최소값(δ_min)과 최대값(δ_max) 사이의 영역(δ_min≤혼합물친화도≤δ_max)임을 확인하는 단계;
를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 힐더브랜드 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 나타내는 1개의 실수값(δ)이고 0 보다 큰 실수임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 d)단계의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,
i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 한센 용해도 인자를 계산하는 단계;
ii) N_RP개의 대표 순물질 각각의 한센 용해도 인자를 δD, δP, δH축으로 나타낸 3차원 그래프에 좌표로 표시하고, 표시된 N_RP개의 좌표를 직선으로 연결하는 단계;및
iii) 상기 ⅱ)단계에서 표시된 N_RP개의 좌표가 3차원 그래프 상에서 서로 연결된 다각형 도형의 내부 영역의 범위가 혼합물의 친화도 영역임을 확인하는 단계;
를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 방법.
혼합물을 구성하는 N개의 순물질(A_m)들의 종류 및 구성비(R[A_m])를 크로마토그래피 분석법을 사용하여 측정하여 데이터를 입력받는 데이터 입력 모듈;
상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 데이터를 입력받는 평가 모듈로, 상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들에 대하여 특성 유사성을 평가하는 것은, N개의 순물질 A_m에 대해 다른 순물질과의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)를 하기 식 1을 이용하여 각각 계산하고, 상기 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m]을 하기 식 2를 이용하여 계산하여 평가하는 것을 특징으로 하는 평가 모듈
[식 1]

[식 2]

상기 식 1에서 한센 용해도 인자는 HSP=(δD, δP, δH)이고, 상기 δD는 무극성 분산 결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δP는 영구 쌍극자로 인한 극성결합으로 인해 발생하는 용해도 인자, δH는 수소결합으로 인해 발생하는 용해도 인자이고, α₁, α₂, α₃는 0 보다 큰 실수이고, β는 0 보다 큰 실수이고, γ는 0이 아닌 실수이며, 상기 식 2에서 A_m은 N개의 순물질(m=1 내지 N의 자연수)이고, A_i는 다른 순물질을 나타냄;
상기 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 데이터를 입력받는 제 1 확인 모듈(N>1, 0<N_RP<N:N및 N_RP는 모두 자연수이다); 및
상기 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자 또는 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 데이터를 입력받는 제 2 확인 모듈을 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 데이터 입력 모듈의 크로마토그래피 분석법은 컬럼 크로마토그래피(Column Chromatography) 분석법, 종이 크로마토그래피(Paper Chromatography) 분석법, 박층 크로마토그래피(Thin layer Chromatography) 분석법, 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography) 분석법, 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography) 분석법, 친화성 크로마토그래피(Affinity Chromatography) 분석법, 초임계 유체 크로마토그래피(Supercritical fluid Chromatography) 분석법, 이온 교환 크로마토그래피(Ion exchange Chromatography) 분석법 및 크기별 배제 크로마토그래피(Size exclusion Chromatography) 분석법으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 분석법인 것임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 데이터 입력 모듈의 구성비는 몰분율(Mole fraction, M_i),무게분율(Weight fraction, W_i)또는 부피분율(Volume fraction, V_i)인 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
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청구항 13에 있어서, 상기 α₁는 0.5 내지 4.5의 실수, α₂는 0.5 내지 3의 실수, α₃는 0.5 내지 2.5의 실수이고, β는 1.0 내지 2.5의 실수이고, γ는 -2.5 내지 -0.1 또는 0.1 내지 2.5의 실수인 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 제 1 확인 모듈의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은,
i) 상기 b)단계에서 구한 N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]를 지정하는 단계(k=1);
ii) 상기 대표 순물질 A_R[k]에 대해 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]값을 나타내고, N_R[k]는 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);
iii) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;
iv) SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계;및
v) 상기 ⅱ)단계 내지 ⅳ)단계를 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료함으로써 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 모듈인 것임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 19에 있어서, 상기 제 1 확인 모듈의 혼합물을 구성하는 N개의 순물질들 중 혼합물의 특성을 대표할 수 있는 N_RP개의 대표 순물질 및 대표 비율의 조합을 확인하는 것은,
i) N개의 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k번째 대표 순물질 A_R[k]로 지정하는 단계(k=1);
ii) 상기 i) 단계에서 지정된 대표 순물질 A_R[k]을 제외한 N-1개의 각각의 순물질 A_m에 대해 FF[A_m]=’NONE’으로 지정하는 단계;
iii) 대표 순물질 A_R[k]에 대해 FF[A_m]=’NONE’와 HSP-Diff(A_R[k],A_m)<σ[k]를 동시에 만족시키는 순물질 A_m을 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원으로 지정하는 단계(상기 L[k]는 1 내지 N_R[k]값을 나타내고, N_R[k]는 k번째 대표 순물질 A_R[k]와 연관된 순물질 A_m의 전체 개수를 나타내고, σ[k]는 1.0 내지 8.5의 실수이다);
iv) A_R[k]의 구성비(R[A_R[k]])와 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 구성비(R[A_m])를 모두 더한 총합인 Ratio[A_R[k]]를 계산하여 대표 비율을 정하는 단계;
v) 하기 식 3을 이용하여 R(N_RP)개 대표 순물질 A_R[k]의 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질 A_m의 총 개수(N_T)를 계산하는 단계,
[식 3]

;
vi) 하기 식 4를 이용하여 혼합물을 구성하는 순물질의 총 개수 대비 N_RP개의 대표 순물질 A_R[k]로 인해 줄어든 순물질 개수의 비를 나타내는 RR을 계산하는 단계(상기 RR은 0.0 내지 1.0의 실수이다),
[식 4]

;
vii) N_RP개 대표 순물질 A_R[k]이 가지는 대표 비율의 총합(TOT-R)을 하기 식 5를 이용하여 계산하는 단계(상기 TOT-R은 0.0 내지 1.0의 실수이다),
[식 5]

;및
viii) 상기 RR 및 TOT-R의 값을 이용하여, RR ≥ 0.65~0.90 또는 TOT-R ≥ 0.70~0.95(수렴 조건)인 경우 대표 순물질이 혼합물의 특성을 나타내므로 대표 순물질 선택 과정을 종료하고, 그 이외의 경우 SET{A_R[k],L[k]}의 구성원 순물질로 지정되지 않은 나머지 순물질에 대해 한센 용해도 인자의 차이(HSP-Diff)의 산술평균(Avg_HSP[A_m])중에서 최소값을 MIN[k+1]로 지정하고, 최소값을 나타내는 A_m을 k+1번째 대표 순물질 A_R[k+1]로 지정하는 단계를 포함하며, N개의 순물질로 구성된 혼합물의 특성을 N_RP개의 대표 순물질 종류(A_R[k])및 대표 비율(Ratio[A_R[k]])의 조합으로 확인하는 모듈인 것임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 20에 있어서, 상기 ⅲ)단계 내지 ⅷ)단계를 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족할 때까지 500 내지 1000번 반복하여 순물질이 남지 않으면 종료하거나, 500 내지 1000번을 반복하여 시도해도 상기 RR 및 TOT-R의 수렴 조건을 만족 시키지 못하는 경우 대표 순물질을 선택할 수 없는 것으로 확인하고 종료하는 것을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 제 2 확인 모듈의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 힐더브랜드 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,
i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 힐더브랜드 용해도 인자를 사용하여 힐더브랜드 용해도 인자를 지정하는 단계;
ii) N_RP개의 대표 순물질의 힐더브랜드 용해도 인자로 이루어진 군으로부터 각각의 최소값(δ_min) 및 최대값(δ_max)을 구하는 단계; 및
iii) 혼합물의 친화도 영역의 범위는 힐더브랜드 용해도 인자 각각의 최소값(δ_min)과 최대값(δ_max) 사이의 영역(δ_min≤혼합물친화도≤δ_max)임을 확인하는 단계:
를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 22에 있어서, 상기 힐더브랜드 용해도 인자는 물질의 전체 결합력을 나타내는 1개의 실수값(δ)이고 0 보다 큰 실수임을 특징으로 하는, 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 제 2 확인 모듈의 N_RP개의 대표 순물질에 대하여 한센 용해도 인자를 이용해 혼합물의 친화도 영역을 확인하는 것은,
i) N_RP개의 대표 순물질에 대한 각각의 한센 용해도 인자를 계산하는 단계;
ii) N_RP개의 대표 순물질 각각의 한센 용해도 인자를 δD, δP, δH축으로 나타낸 3차원 그래프에 좌표로 표시하고, 표시된 N_RP개의 좌표를 직선으로 연결하는 단계;및
iii) 상기 ⅱ)단계에서 표시된 N_RP개의 좌표가 3차원 그래프 상에서 서로 연결된 다각형 도형의 내부 영역의 범위가 혼합물의 친화도 영역임을 확인하는 단계
를 포함하는 크로마토그래피 분석 결과를 이용한 혼합물의 친화도 평가 시스템.