KR900005249B1 - 크로마토그래피적 분리물질의 정량분석용 박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

크로마토그래피적 분리물질의 정량분석용 박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기

표 Ⅲ과 Ⅳ에서

은 시험회수이고 각 분리성분의 측정치는 대응하는 열에 있다.

는 대응하는 열의 측정치의 평균치이고, SD는 표준편차, CV는 변화계수이다.

표 Ⅲ과 Ⅳ에서 본 바와같이 본 발명에 의하면 변화계수는 상당히 감소될 수 있다. 그러므로 본 발명에 의한 염 이온화 검출기에서는 패턴분석의 재현성이 공지의 검출기와 비교하여 상당히 개선될 수 있다. 물론 이는 전자증식을 막기 위해 박층 크로마토그래픽 요소의 전하의 양이 감소되었다는 사실에 기인한 것이다.

여기서 서술된 본 발명의 형태는 하나의 바람직한 실시예 일뿐으로 형상 및 규격 그리고 부품의 배열에 있어 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

제1도는 본 발명에 의한 박층 크로마토그래피 분야에 사용되는 염 이온화 검출기의 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 염 이온화 검출기의 다른 실시예의 개략도.

제3도는 박층 크로마토그래피 분야에 사용되는 공지의 염 이온화 검출기의 개략도.

제4도는 공지의 염 이온화 검출기로부터 얻은 전압-출력 특성곡선을 보이고 또한 수소 가스버어너와 전극 사이에 가해진 전압과 그 인가전압에서 증폭기로부터 얻은 출력치와의 관계를 나타내는 그래프.

제5도는 공지의 염 이온화 검출기에 있어서 박층 크로마토그래피 요소가 수소불꽃을 통과할때 박층 크로마토그래픽 요소에서 측정된 전위를 나타내는 그래프.

제6도는 공지의 염 이온화 검출기에 있어서 수소 가스버어너와 전극 사이에 측정된 전위분포의 개략도.

제7도는 제6도와 유사하나 수소 가스버어너의 극성과 전극이 바뀌어진 상태를 보인 개략도.

제8도는 제7도의 전위분포와 함께 본 발명에 의한 염 이온화 검출기에서 수소 가스버어너와 전극 사이에 측정된 전위분포의 개략도.

제9도는 본 발명에 의한 염 이온화 검출기의 실시예로부터 도출된 전압-출력 특성곡선과, 수소 가스버어너와 전극 사이에 가해진 전압과 그 인가전압에서 증폭기로부터 얻은 출력치와의 관계를 나타내는 그래프.

제10도는 본 발명에 의한 염 이온화 검출기의 다른 실시예로부터 도출된 전압-출력 특성곡선과, 수소 가스버어너와 전극 사이에 가해진 전압과 그 인가전압에서 증폭기로부터 얻은 출력치와의 관계를 나타내는 그래프.

제11도는 본 발명에 의한 염 이온화 검출기에서 얻어진 측정특성의 예를 나타내는 그래프.

제12도는 공지의 염 이온화 검출기에서 얻어진 측정특성의 예를 나타내는 그래프.

본 발명은 박층 크로마토그래피 시스템중의 시료용액으로부터 얻어진 크로마토그래피적 분리물질의 정량 분석용 박층 크로마토그래피 염(炎) 이온화 검출기에 관한 것이다.

크로마토그래피 분야에서는 크로마토그래피 시스템 중의 혼합시료에서 얻은 크로마토그래피적 분리물질의 정량분석용으로의 염이온화 검출기(FID)의 사용은 잘 알려져 있다.

예를들면, 가스 크로마토그래피 분야에서 사용되는 염 이온화 검출기는 수소 가스원에 연결되고 또한 혼합가스 시료가 통과하는 크로마토그래픽 컬럼에 연결된 가스버어너와, 수소 가스 버어너의 노즐에서 생긴 수소불꽂 위에 위치한 콜렉터 전극과, 수소 가스버어너와 콜렉터 전극 사이에 전압을 인가하기 위한 전원, 콜렉터 전극에서 발생하는 전류를 탐지하고 증폭하기 위한 증폭기, 증폭기로부터 얻은 출력을 기록하여 크로마토그램으로 만들기 위하여 증폭기에 연결된 기록기로 구성되어 있다.

이의 작동에 있어서는 시료가스는 그 시료가스를 구성하고 있는 최소한 두 종류의 기체 물질로 크로마토그래픽적으로 분리되도록 크로마토그래픽 컬럼을 통과한다. 크로마토그래픽 컬럼으로부터 계속적으로 공급되어 나오는 분리 물질은 수소 가스버어너로 들어가 그 내부에서 수소가스원으로부터 공급된 수소가스와 혼합된다.

따라서, 분리 물질은 수소 가스버어너의 노즐 배출구에서 수소가스와 함께 계속적으로 배출되고, 수소 가스버어너의 노즐 배출구에 의해 형성된 수소불꽃에 의하여 연소되고 이온화 된다.

전압은 전원에 의해 콜렉터 전극과 수소 가스버어너 사이에 가해지고, 콜렉터 전극은 연소되고 이온화된 가스에 노출되어 있기 때문에 이온화 전류가 콜렉터 전극에서 발생한다. 이온화 전류는 증폭기에 의해 탐지되고 증폭되어 기록기에 의해 크로마토그램으로 기록된다.

각 분리물질에 대해 콜렉터 전극에서 발생한 이온화 전류의 값은 분리물질의 연소에 의해 생기는 이온가스에 의하여 좌우된다. 다시 말하면, 각 분리물질의 양은 분리된 물질들 중 그에 대응하는 분리물질에서 증폭기로부터 얻어진 출력치에 해당한다.

이것은 알고 있는 각 분리물질의 양과 그 양에서 증폭기로부터 얻은 출력치 사이의 관계를 나타내는 측정특성을 사용함으로서 분리물질을 정량적으로 분석하는 것을 가능하게 한다. 가스 크로마토그래피 분야에서 사용하는 염 이온화 검출기에 있어서는, 각 분리물질의 양과 증폭기로부터 얻은 출력치 사이의 관계를 나타내는 측정특성은 직선함수로 얻을 수 있으므로, 좋은 재현성으로 정확한 정량분석을 행하는 것이 가능하게 된다.

박층 크로마토그래피 분야에 있어서는, 또한 염 이온화 검출기가 박층 크로마토그래피 시스템중이 시료용액으로부터 얻은 크로마토그래피적-분리물질의 정량분석 용으로 이용될 수 있는 것으로 알려져 있다.

이 박층 크로마토그래피 이온화 검출기는 가스 크로마토그래피 분야에서 사용되는 것과 본질적으로 유사하다. 관련되는 박층 크로마토그래피 시스템에 있어서, 일본특허공보 No 52-35320(특허번호 907248)에 나타나 있는 바와 같이 박층 크로마토그래프의 일부를 형성하는 박층 크로마토그래픽 요소가 사용된다. 이 박층 크로마토그래픽 요소는 실리카 글래스와 같은 내화재로 만들어진 대략 0.8에서 1.0㎜의 직경을 가진 봉(棒)과 실리카겔, 알루미나, 다이아토마이트 등과 같은 무기질 흡착제로서 봉의 표면에 코팅된 박층으로 구성되어 있다. 통상의 박층 크로마토그래픽 요소상에 스폿트된 후 현상용제와 같이 봉상요소의 길이를 따라 현상되고 이에 의하여 시료용액은 최소한 두 종류의 물질들로 분리되고, 이 물질들은 봉상요소상에 최소한 두 구역을 형성하면서 나타난다.

박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기의 동작에 있어서 현상 분리물질을 운반하는 봉상요소는 수소 가스버어너에서 생성된 수소불꽃을 점진적으로 통과함으로서 이 분리물질들을 연소 및 이온화시킨다. 따라서 콜렉서 전극은 이온화 전류가 콜렉터 전극에서 발생되도록 연소 및 발생되도록 연소 및 이온화된 가스에 노출된다. 이온화 전류는 증폭기에서 탐지되고 증폭되어 기록기에 의해 크로마토그램으로 기록된다. 즉 박층 크로마토그래피 분야에서 사용되는 염 이온화 검출기에서, 각 분리물질의 정량분석은 실질적으로 가스 크로마토그래피 분야에서 사용되는 것과 같은 방법으로 행해질 수 있다.

박층 크로마토그래퍼 염 이온화 검출기에 있어서, 분리물질의 정량분석을 실행하기 전에, 각 분리물질의 양과 그 분리물질의 양에서 증폭기로부터 얻은 출력치 사이의 관계를 나타내는 측정특성을 준비하는 것이 또한 필요하지만, 이와 같은 측정특성을 직선함수로서 얻는 것은 불가능하다.

다시말하면, 측정특성은 지수함수와 유사하고 따라서, 박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기는 여러 가지 결점을 가지고 있음에도 불구하고 이러한 결점들을 극복하기 위한 시도는 거의 되지않고 있는 실정이다.

그 이유는, 첫째, 휘어지는 측정특성 때문에 각 측정특성을 얻기 위하여 많은 플롯이 준비되어야 하므로 크로마토그래피적으로 분리된 물질의 측정특성을 얻는 것은 매우 어렵기 때문이다. 다시 말하면, 측정특성을 얻기 위해서는, 얻은 측정특성이 휘어지기 때문에 이미 알고있는 각 물질의 많은 종류의 양에 대응하는 만큼의 증폭기의 출력치를 찾는 것이 필요하다.

또다른 결점은 측정특성 곡선이 고르지 않고, 부등경사를 가지고 있기 때문에 크로마토그래피적 분리물질의 정량분석에 등정확성(等精確性)을 기대하는 것이 불가능하다.

더욱이, 측정특성 곡선들의 차이 때문에 크로마토그래피적 분리물질의 신뢰할 수 있는 정량분석을 실행하기는 어렵다. 실제로, 크로마토그래피적 분리물질의 정량분석은 다른 정량분석 분야에서 하듯이 각 분리물질이 측정특성 곡선으로부터 절대량으로서가 아니라 상대량으로서 정량적으로 값이 구해지는 것과 같은 방법으로 자주 실행된다. 이 경우에 분리물질들에 대응하는 증폭기의 출력치들 사이의 비율들은 상대적인 양으로서 정량적으로 값이 구해지지만, 이 비율들은 측정특성 곡선들의 차이 때문에 박층 크로마토그래픽 요소에 스폿트된 시료 용액의 양에 영향을 받는다. 다시말하면 분리물질의 신뢰할 수 있는 정량값을 얻기 위해서는 봉상 요소에 항상 같은 양의 시료용액을 스폿트하는 것이 필요하다. 그러나, 봉상요소에 항상 같은 양의 시료용액을 정확하게 스폿트하는 것은 실제적으로 어렵거나 불가능하므로, 크로마토그래픽적 분리물질은 상대량으로서 정량적으로 값이 구해지므로, 정량분석의 재현성은 좋지않다.

즉, 박층 크로마토그래피 분야에서 사용되는 종래의 염 이온화 검출기에서는, 측정특성의 비직선성 때문에 좋은 재현성을 가지고 정확한 정량분석을 할 수 없다.

본 발명의 연구에 따르면, 측정특성의 비직선성은 다음의 이유에 기인한 것으로 추측된다.

봉상요소가 크로마토그래피적 분리물질을 운반하여 수소불꽃을 통과할 때, 봉상요소는 콜렉터 전극과 수소가스버어너 노즐 사이의 전위분포에 따라서 충전되며, 따라서 봉상요소는 음 극성을 가진다. 결과적으로, 분리물질의 연소와 이온화에서 발생한 양이온은 봉상요소와 충돌하고 그것에 의해 전자증식을 유발하고 측정특성의 직선성이 뒤틀리게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 측정특성을 직선함수로서 얻을 수 있고 그에따라 크로마토그래피적 분리물질의 정확한 정량분석이 양호한 재현성을 가지고 실시될 수 있는 박층 크로마토그래피 분야에 사용되는 염 이온화 검출기를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면, 버어너의 노즐에서 수소불꽃이 발생하도록 수소가스원에 연결되어 있는 가스버어너와, 크로마토그래피적 분리 물질을 운반하고 그 분리물질을 연소시키고 이온화 시키도록 수소불꽃을 통과하는 박층 크로마토그래픽 요소와, 그 분리물질이 수소불꽃으로 연소될 때 생성되는 이온화 개스에 노출된 전극과, 수소 가스버어너와 전극 사이에 전압을 인가하여 수소 가스버어너가 양극성을 가지고 전극이 음극성을 가지게 하는 전원과, 박층 크로마토그래픽 요소에 충전된 전류를 가능한한 많이 감소시키도록 음극을 둘러싸고 있는 제3 전극과, 이온화된 가스에 노출되어 음극에서 발생한 전류를 탐지하고 증폭시키기 위한 증폭기와, 출력을 크로마토그램으로서 기록하기 위해 증폭기에 연결된 기록기로 구성된 박층 크로마토그래피 분야에 사용되는 염 이온화 검출기가 제공된다.

제3 전극은 전기적 부유상태(floating condition)로 유지될 수 있으나, 박층 크로마토그래픽 요소의 충전전류량은 훨씬 더 감소시킬 수 있으므로 제3 전극은 음극의 전위보다 더 높은 전위로 유지되게 하는 것이 바람직하다.

또 제3 전극은 수소 가스버어너와 음극 사이에 배치시키고 음극을 둘러싸게 하여 소음의 영향으로부터 측정을 보호한다.

본 발명에 따른 박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기의 특징은 수소 가스버어너가 양극을 갖고 전극이 음극을 가지며 그 전극을 둘러싼 제 3전극은 음극을 갖고 있는 점에 있다는 것에 유의하여야 한다. 이 배열은 이후에 상세히 설명한 바와 같이 각 크로마토그래피적 분리물질의 양과 그양의 분리물질에서 증폭기로부터 얻은 출력치 사이에 나타난 관계에서 직선함수의 측정특성을 얻는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 상기한 그리고 기타의 목적, 특징 및 이점들은 첨부도면을 참조하여 기술한 다음의 설명으로부터 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

제1도는 박층 크로마토그래피 시스템의 시료용액으로부터 얻은 크로마토그래피적 분리물질의 정량분석을 위한 본 발명에 따른 염 이온화 검출기의 개략도이다.

본 염 이온화 검출기는 공기 공급용 내부 관상부재(2)와 수소가스 공급용 내부 관상부재(3)를 구비한 수소 가스버어너(1)로 구성되며 제1도에 표시된 바와같이 공급된 수소가스가 공급된 공기와 함께 연소되어 수소 가스버어너(1)의 노즐에서 수소불꽃(4)을 형성하도록 구성되어 있다. 본 염 이온화 검출기는 수소불꽃(4)의 끝 바로위에 위치한 환형전극(5)과 그 환형전극(5)에 연결된 증폭기(6), 그리고 그 환형전극(5)과 증폭기(6) 사이에 마련된 전원(7)을 또한 구성하고 있다. 제1도에서 명백한 바와같이, 환형전극(5)은 음극성을 띠도록 전원(7)의 음극쪽에 연결되고, 수소 가스버어너(1)는 양극성을 띠도록 증폭기(6)를 거쳐 전원(7)의 양극쪽에 연결되어 있다. 전원(7)의 양극쪽은 시그널이 안정적으로 증폭기(6)에 입력되도록 전기적으로 접지되게 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 상기 음극(5)의 직경보다 큰 직경을 갖는 제3 환형전극(8)이 음극(5)과 동심원상으로 배치되고 그 음극(5)을 둘러싸고 있다. 이 제3 환형전극(8)이 음극(5)과 동심원상으로 배치되고 그 음극을 둘러싸고 있다. 이 제3 환형전극(8)은 전기적 부유상태, 즉 전기적으로 절연된 상태로 유지되게 하거나, 혹은 제1도에서 파선으로 보인 바와 같이 전원(7)의 양극쪽에 연결되게 하므로서 제3 전극(8)이 음극(5)의 전위보다 높은 전위로 유지되게 하고 있다. 증폭기(6)로부터 얻은 출력을 크로마토그램으로서 기록하기 위해 기록기(도시되어 있지않음)가 증폭기(6)에 연결되어 있다.

제1도에서, 박층 크로마토그래피 요소(9)는 상술한 바와 같이 약 0.8에서 1.0㎜의 직경을 갖는 실리카글레스와 같은 내화제로 만들어진 봉과, 실리카겔, 알루미나, 디이아토마이트 같은 무기흡착제로 봉의 표면을 코팅하여 봉상에 형성된 박층으로 구성되어 있다. 이미 기술한 바와같이, 박층 크로마토그래픽 요소나 봉상요소(9)는 봉상요소에 시료용액을 스폿팅하고 현상응제로 봉상요소의 길이를 따라 현상함으로서 형성된 크로마토그래피적 분리물질을 운반한다. 봉상요소(9)가 이 분야에서 잘 알려진 대로 이송기구(도시되어 있지 않음)에 의해 서서히 수소불꽃(4)을 통과할 때, 크로마토그래피적 분리물질은 수소불꽃(4)에 의해 연소되고 이온화되어 이온화 가스를 발생시키고 그에 의하여 이온화 전류가 발생되고 이 이온전류는 증폭기에 탐지되어 분리물질의 정량분석이 가스 크로마토그래피 분야에서 사용되는 염 이온화 검출기와 실질적으로 같은 방법으로 행해진다. 각 분리물질의 양과 그 양의 분리물질에서 증폭기로부터 얻은 출력치와의 관계를 나타내는 측정특징은 제3 전극의 존재 때문에 직선함수로 얻을 수 있다는 것에 유의해야 한다.

제2도는 제1도의 실시예의 변형예를 보인 것이다. 제2도에 있어서 제1도에서와 같은 참조부호는 같은 요소를 나타낸다. 이 변형된 실시예에서는 환형전극(8) 대신에 원통형전극(10)이 제3 전극으로 사용되고 이를 수소 가스버어너(1)과 음극(5) 사이에 배치시켜 이들을 둘러싸고 있게 함으로서 소음의 영향으로부터 측정을 보호하게 한 것이다.

제1도와 제2도의 실시예에서, 음극(5)은 원통형-또는 원판형태의 전극으로 대치될 수 있다.

위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 음극(5)이 제3전극(8)(10)으로 둘러싸여져 있으므로 크로마토그래퍼적 분리물질의 측정특성은 직선함수로 얻을 수 있다. 그 이유는 발명자가 실행한 연구를 기초로 해서 이하에 설명한다.

첫째로, 각 분리물질의 양과 그 양에서 증폭기로부터 얻은 출력치 사이의 관계를 나타내는 측정 특성은 지수함수와 같은 곡선으로서 얻어진다는 것을 알 수 있을 것이다.

제3도는 박층 크로마토그래피 분야에서 사용되는 통상의 염 이온화 검출기의 개략도이다. 제3도에 있어서, 제1도 및 제2도에서와 같은 참조부호는 같은 요소를 나타낸다. 이 공지의 염 이온화 검출기는 본 발명이 바뀌어져 있는점을 제외하면 실질적으로 본 발명에 따른 염 이온화 검출기와 동일하다.

제4도는 제3도에 보인 공지의 염 이온화 검출기로부터 도출된 전압-출력 특성곡선을 나타내는 그래프이다. 특히 본 그래프는 수소 가스버어너(1)와 양극(5)에 가해진 전압과 박층 크로마토그래픽 요소 또는 봉상요소(9)에 파라메터로서 스폿트된 알고 있는 양의 시료물질(콜레스테롤 팔미틴산염)을 사용할 때 인가된 전압에서 증폭기(6)에서 얻은 출력치 사이의 관계를 나타낸 것이다. 구체적으로 전압-출력 특성곡선 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ은 각각 1.5㎍, 3.0㎍과 6.0㎍의 콜레스테롤 팔미틴산염이 스폿트된 봉상요소가 수소불꽃(4)을 통과해 연소될 때 인가전압의 여러 가지 값에 관하여 증폭기(6)로부터 얻어진 출력치를 각각 나타낸 것이다.

전압-출력 특성곡선 Ⅰ', Ⅱ', Ⅲ'는 수소 가스버어너(1)와 전극(5)의 극성이 서로 바뀐 것을 제외하면 각각 전압-출력 특성곡선 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ와 유사하다.

제4도에서 명백한 바와같이 수소 가스버어너(1)가 음극성을 가질때는 증폭기(6)로 부터의 출력치가 인가전압의 변동에 의하여 실질적인 영향을 받지않는 "포화대"로서 약 -100V이하의 범위가 얻어지나 이와 반대로 수소 가스버어너가 양극성을 가질때는 "포화대"로서 약 -400V 이상의 범위에 있음을 알수있다. 이는 수소 가스버어너(1)가 공지의 염 이온화 검출기에서는 음극성을 가지고 있기 때문임을 주목해야 한다. 전압-출력 특성곡선Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ으로 알 수 있는 바와 같이 증폭기의 출력치는 시료물질의 양에 비례하여 증가하지 않는다. 예를 들면, 관습적으로 측정특성을 정하는데 사용하는 -300V에서, 콜레스테롤 팔미틴산염이 각각 1.5, 3.0, 6.0㎍일 때 증폭기(6)의 출력치는 그래프에서 읽을 수 있듯이 각각 1.5, 4.5, 11.5에 해당하고 사실상 이들간에는 비례관계가 없다. 다시 말하면 시료물질(콜레스테롤 팔미틴산염)의 측정특성을 직선함수로서 얻는 것은 불가능하다.

전압-출력 특성곡선 Ⅰ', Ⅱ', Ⅲ'의 경우도 이와같다.

전술한 바와 같이, 수소 가스버어너(1)와 전극(5) 사이에 전장이 존재하기 때문에 수소불꽃(4)을 통과할 때 박층 크로마토그래픽 요소 또는 봉상요소(9)는 충전되기 때문에 측정특성은 직선함수로서 얻을 수 없는 것으로 추측되고 있다. 따라서 봉상요소가 수소불꽃(4)를 통과하는 동안의 봉상요소(9)의 전위 측정이 행해졌다. 이러한 측정을 위한 요건은 다음과 같다.

a) 전극(5)은 수소 가스버어너(1)의 노즐 정상부로부터 약 15㎜의 거리를 떨어져 있게 하였고 봉상요소(9)가 수소불꽃(4)를 통과하는 동안 노즐 정상부와 봉상요소 사이의 간격은 약 1㎜로 유지시켰다. 이 1㎜의 간격은 봉상요소가 운반하는 크로마토그래피적-분리물질이 가능한한 적은 양의 수소가스로 완전하게 연소될 수 있도륵 선택된 것이다. 예컨대, 봉상요소(9)가 노즐 정상부에서 3㎜정도로 떨어져 위치하게 되면 분리물질이 완전하게 연소될 수 없다. 반대로, 분리물질의 완전연소를 확실히 하기 위하여 수소가스의 양을 증가시키면 수소 가스버어너(1)과 전극(5)의 온도가 상승되고 증폭기로부터 얻은 출력치에는 소음이 포함될 것이다.

b) 제3도에서와 같이 수소 가스버어너(1)는 음극성을 갖고 전극(5)은 양극성을 갖는다. 300V의 전압이 수소 가스버어너(1)와 양극(5) 사이에 인가되었다.

c) 박층 크로마토그래픽 요소(9)로서, 실리카 글래스로 만들어지고 실리카겔이 코팅된 봉상요소가 사용되었다.

d) 봉상요소가 수소불꽃(4)을 통과하는 동안에 정전위차계(靜電位差計)로 봉상요소의 표면전위를 측정하였고 정전위차계로부터 얻어진 출력치는 펜레코더에 의해 기록되었다.

요건 a)와 c)는 제4도에 나타낸 바와 같은 측정에 들어 맞는다.

제5도는 펜레코더로부터 얻은 측정의 결과를 나타낸 것이다. 제5도로부터 봉상요소는 약 -250V의 전위를 갖고 있음을 알 수 있다.

발명자는 그때 수소 가스버어너(1)와 양극(5) 사이의 전위 분포를 측정했다.

측정은 수소 가스버어너(1)와 양극(5) 사이에서 천천히 이동되는 금속 탐침(探針)의 전위를 정하는 것에 의하여 실행되었다. 측정의 결과는 제6도에 개략적으로 도시되었다. 제 6도에서 명백한 바와같이 전위분포 특성은 수소불꽃(4) 때문에 직선함수가 되지 않고 제 6도에 보인 바와 같은 곡선을 이루고 있음을 알 수 있다. 수소 가스버어너(1)의 노즐 정상부로부터 약 1㎜ 떨어진 레벨 L에서 약 -250V의 전위가 나타남을 제6도에서 알 수 있는데 이 레벨에서 봉상요소(9)가 수소불꽃(4)을 통과한다 이는 제5도에서 본 측정의 결과와 일치한다.

그러므로 통상의 염 이온화 검출기에서는 봉상요소가 충전이 되고 따라서 봉상요소(9)와 양극(5) 사이의 전위차는 매우 높게 되는 것으로 밝혀졌다. 다시 말하면, 봉송요소 또는 박층 크로마토그래픽 요소(9)는 높은 전장대(電틀場) 속에 위치해 있다. 이는 상기한 바대로 봉송요소(9)가 높은 전장대 속에 있으므로 통상의 염 이온화 검출기에서는 측정특성이 비직선 형으로 되는 비유도 추측된다. 특히, 봉상요소(9)로 운반된 크로마토그래피적 분리물질이 연소되고 이온화될 때 발생된 양이온이 가속화되고 봉상요소(9)에 충돌되어서 그것으로 인해 전자증식을 발생시키고 측정특성의 직선성을 파괴한다.

위의 가정을 확인하기 위하여 발명자는 봉상요소(9)의 전위가 작게 되었을 때 시료물질의 양과 그 양에서 증폭기로부터 얻은 출력치 사이의 관계의 변동을 조사하였다. 본 발명자에 의하여 실시된 조사의 과정을 이하에 상술한다.

첫째, 수소 가스버어너(1)측의 전장의 강도를 줄여서 봉상요소(9)의 전위를 감소시키기 위해 수소 가스버어너(1)는 양극성을 갖게하고 전극(5)은 음극성을 갖게한 다음 그들 사이에 300V의 전압이 가해질때 제6도와 같은 방법으로 그들 사이의 전위분포를 측정하였다. 측정의 결과는 제6도와 유사하게 제7도에 개략적으로 도시되었다.

수소 가스버어너(1)의 노즐 정상부로부터 1㎜의 간격이 떨어진 레벨 L에서 약 -25V의 전위가 나타남을 제7도로부터 알 수 있다.

이미 제 4도와 관련하여 설명한 바와같이 오직 수소 가스버어너(1)에 양극성을 부여하고 전극(5)에 음극성을 부여하는 것만으로 측정특성을 직선함수로서 얻게하는 것은 불가능하다. 그러므로 발명자는 음극과 도전체(導電體) 사이에 정전유도(評電誘導)를 야기시킴으로서 제 7도의 전위분포를 상향으로 전환되게 할 수 있다는 개념에 근거하여 도전체로서 음극(5)을 둘러싸고 그렇게 함으로서 음극(5) 측에서 전장이 강화되고 수소 가스버어너(1) 측에서 전장이 약화되게 하였다. 발명자는 제1도 및 제2도에서 예시한 바와 같이 도전체 또는 제3전극을 음극(5)과 함께 사용하여 전위분포에 있어서의 변동 사항을 조사하였다. 그 결과는 제8도에 나타나 있는데 여기서 전위분포 a는 제7도의 전위분포와 같고, 전위분포 b는 제3 전극이 전기적으로 부유상태를 유지하는 때에 얻어진 것이고, 전위분포 c는 제3 전극이 음극(5)의 전위보다 높은 전위상태로 유지될 때 얻어진 것이다. 제8도에서 알 수 있는 바와 같이, 레벨 L에서의 전위 분포 b와 c의 전위치는 같은 레벨에서의 전위분포 a의 전위차보다 낮다. 전위 분포 b의 전위치는 약 -7V이고, 전위 분포 c의 전위치는 약 -3V이다.

제9도는 제4도의 특성곡선 Ⅰ', Ⅱ'. Ⅲ'에 대응하는 전압-출력 특성곡선 Ⅰ", Ⅱ", Ⅲ"를 보여준 것으로, 이것은 제4도에서와 같은 방법으로 전위 분포 b에 관련하여 정해진 것이다. 제9도에서와 같이, 각 특성곡선 Ⅰ", Ⅱ", Ⅲ"은 증폭기(6)에서 얻은 출력치가 수소 가스버어너(1)와 음극(5)에 가해진 전압변동에 의해서 실질적으로 영향을 받지 않는 제1 포화대 A와 제2 포화대 B를 포함한다.

약 200V에서 300V 범위의 인가전압에 대응하는 제1 포화대 A에 있어서, 증폭기(6)에서 얻은 출력치는 시료물질(콜레스테롤 팔미틴산염)의 양에 비례하여 증가됨을 알 수 있다. 예를 들면, 200V에서 콜레스테롤 팔미틴산염 1.5, 3.0, 6.0㎍은 각기 그래프에 나타난 증폭기의 출력치 약 1, 2, 4에 대응하므로 그들 사이에는 비례관계가 있다. 따라서 수소 가스버어너(1)와 음극(5) 간에 전압이 200V에서 300V 범위내의 전압이 인가되면 시료물질의 측정특성을 직선함수로 얻을 수 있다.

제9도에서 파선으로 특성곡선 Ⅳ는 봉상요소(9)의 전위와, 수소 가스버어너(1)와 음극(5) 사이에 가해진 전압과의 관계를 나타낸다. 그 특성곡선 Ⅳ에서 알 수 있는 바와 같이 봉상요소(9)의 전위가 절대치로서 -10V 이상일 때, 각 특성곡선 Ⅰ", Ⅱ", Ⅲ" 에 제2포화대 B가 나타난다. 제2포화대 B에서는 제4도의 특성곡선 Ⅰ', Ⅱ', Ⅲ'에서와 같이 증폭기(6)의 출력치와 시료물질의 양과의 사이에 비교관계가 없다.

제10도는 제4도에서와 같은 방법으로 전위 분포 c에 관하여 결정되어진 제4도의 전압-출력 특성곡선 Ⅰ', Ⅱ', Ⅲ'에 대응하는 전압-출력 특성곡선 Ⅰ",' Ⅱ"', Ⅲ"'을 보여준다. 제10도에서 알 수 있는 바와같이 각 특성곡선 Ⅰ"', Ⅱ"', Ⅲ"'는 가전압 100V에서 1000V 범위의 인가전압에 대응하는 포화대가 포함되어 있다는 것을 보여준다.

이 포화대에서, 증폭기(6)의 출력치는 시료물질(콜레스테롤 팔미틴산염)의 양에 비례하여 증가한다. 따라서 100V에서 1000V 범위 내의 전압이 수소 가스버어너(1)와 음극(5) 사이에 직선함수로서 시료물질의 측정특성을 얻은 것이 가능해진다.

또한 제10도에서 파선으로 표시된 특성곡선 Ⅳ'는 100V에서의 인가전압은 봉상요소(9)에서 약 -10V의 전위에 대응한다. 제10도에는 나타나있지만, 제2 포화대는 봉상요소(9)의 전위가 절대치로서 -10V 이상일 때(인가전압이 100V 이상일 때) 각 특성곡선Ⅰ"', Ⅱ"', Ⅲ"'에 나타나지만, 제2 포화대에서는 증폭기의 출력치와 시료물질의 양 사이에 비례관계가 없다.

제9도와 제10도에 나타낸 특성곡선을 얻기 위한 측정에는 실라카겔의 박층으로 코팅된 봉상요소가 사용되었다. 그러나 알루미나, 다이아토마이트 등의 박층으로 코팅된 봉상요소를 사용해도 제9도 및 제10도에서 보인 것과 유사한 특성곡선을 얻을 수 있다. 제9도와 제10도의 특성곡선은 봉상요소의 직경, 음극과 제3 전극 등의 규격에 따라서 변화될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 제9도와 제10도의 특성곡선을 측정함에 있어서는 규격에 따라서 변화될 수 있는 것을 이해해야 한다. 제9도와 제10도의 특성곡선을 측정함에 있어서는 음극으로서 내경 7㎜, 외경 9㎜ 그리고 높이 4㎜의 환형전극이 사용되고, 제3 전극으로서 내경 14㎜, 외경 16㎜, 높이 20㎜의 환형전극이 사용되었다.

상술한 본 발명의 실시예에 있어서, 제3 전극(8)(10)을 전원(7)의 양극측에 연결할 때 그 연결은 증폭기(6)와 수소 가스버어너(1) 사이의 어떠한 지점에 하더라도 좋다. 이 경우에, 전원(7)의 출력이 변동될 때에는 음극(5)과 제3 전극(8)(10) 사이에서 정전 접속으로 인하여 전류가 발생되고 이것이 증폭기기(6)에 의해 픽업된다. 따라서, 오히려 제3 전극(8)(10)은 제1도와 제2도에 나타낸 바와 같이 중폭기(6)의 개입(介入)없이 직접적으로 전원(7)의 양극측에 연결하는 것이 바람직하다.

이미 서술한 바와같이, 제2도에 표시한 실시예에서는, 수소 가스버어너(1)와 음극(5)간의 공간을 둘러싸고 있고 있는 원통형전극(10)을 사용함으로서 소음으로부터 측정을 보호할 수가 있다. 제1도에 보인 실시예에서, 증폭기(6)외 출력은 사람이 수소 가스버어너(1)의 부근에 있을 때는 변동을 받기 쉽지만 이 경우에 증폭기(6)의 출력의 변동은 원통전극(10)을 사용하므로서 방지될 수 있다는 것이 실제적으로 관찰되었다.

제2도의 실시예에서, 원통형 전극(10)은 전원(7)의 양극측에 연결되어 있지만, 이는 제1도와 관련하여 언급하였듯이 전기적 부유상태로 유지시킬 수 있다.

상술한 바에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 박층 크로마토그래피 염 이온화 검출기에서는 각 크로마토그래피적 분리물질의 양과 그 양에서 증폭기에서 얻은 출력치를 나타내는 직선형 측정특성을 얻는 것이 가능하므로 크로마토그래피적 분리 물질의 정확한 정량분석은 양호한 재현성을 가지고 실행될 수가 있다.

크로마토그래피적 분리물질의 정량분석에서 본 발명의 장점을 구체적으로 보여주기 위해 제1도에 보인 본 발명에 의한 염 이온화 검출기를 제3도에 표시한 공지의 염 이온화 검출기와 비교하였다.

우선적으로 본 발명에 의한 검출기와 공지의 검출기의 양 검출기에서, 정량적으로 분석한 물질을 준비하였다. 측정특성을 얻기 위한 요건은 다음과 같다.

a) 액체시료로서, 콜레스테를 에스테르(CE). 트리글리세라이드(TG) 및 유리(遊離) 콜레스테를(FC)의 톨루엔 용액들이 사용되었다. 각 톨루엔 용액에서의 이들 물질들의 농도는 미리 알아두어야 한다.

b) 박층 크로마토그래픽 요소로서, 실리카 글래스로된 봉과 그 위에 코팅된 실리카겔 박층으로 구성된 봉상요소가 사용되었다. 그 봉상요소 위에 각 톨루엔 용액을 1㎕ 떨어뜨린 다음 n-헥산 . 디에칠에테르가 9 : 1의 비율로 된 현상액으로 봉상요소의 길이를 따라 l0㎝ 이상 현상하고 확산시켰다.

c) 수소 가스버어너에는 수소가스를 160㎖/min의 비율로 총기는 2,000㎖/min의 비율로 공급하였다.

d) 수소 가스버어너와 음극 사이에 300V의 전압을 인가하고 봉상요소를 수소불꽃을 4㎜/sec의 비율로 통과시켰다.

서술한 요건하에서 얻은 측정특성을 제11도 및 제12도에 나타내었다. 제11도에 나타낸 측정특성은 본 발명(제1도)에 의한 검출기에서 도출한 것이고, 제12도에 나타낸 측정특성은 공지의 검출기(제3도)로부터 도출한 것이다. 제11도와 제12도에서 기호 ○, △, ◎은 콜레스테롤 에스테르(CE), 트리글리세라이드(TG), 유리콜레스테롤(FC)를 각각 나타낸다. 제11도와 제12도에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 검출기의 측정특성은 직선함수로 얻어지는 반면, 공지의 검출기에 의한 측정특성은 지수함수와 같은 곡선으로 얻어진다. 제11도와 제12도에서 횡축은 각 분리물질의 양(㎍)을 표시하고 종축은 분리물질의 증폭기의 출력치를 기록한 크로마토그램의 피척크면적의 적분치(㎶, sec)를 나타낸다.

따라서 공기의 검출기와 본 발명에 의한 검출기의 재현성은 제11도와 제12도의 측정특성의 기초위에 콜레스테롤 에스테르(CE), 트리글리세라이드(TG), 유리 콜레스테롤(FC)의 알고 있는 양의 정량분석을 실행함으로서 시험할 수 있다. 시료용액으로서는 3.00㎍의 콜레스테롤 에스테르(CE), 4.00㎍의 트리글리세라이드(TG), 1.50㎍의 유리콜레스테롤(FC)의 용액이 사용되었다. 이 시험은 5번 반복되었다. 본 발명에 의한 검출기와 공지의 검출기의 결과는 표 1과 Ⅱ에 각기 나타나있다.

[표 I]

(본 발명)

[표 II]

(공지 기술)

표 Ⅰ과 Ⅱ에서, n은 시험횟수이고, 콜레스테롤 에스테르의 측정치는 CE열(列), 트리글리세라이드의 측정치는 TG열, 유리 콜레스테롤의 측정치는 FC열에 각각 표시하였다. 각 측정치는 증폭기의 출력치에 의해 형성된 크로마토그램의 피크 면적의 적분치에 근거한 당해 측정특성으로부터 판독된다. 테이블 Ⅰ, Ⅱ에서

는 대응하는 열(列)(괄호값은 진가이다)에서 보이는 측정치의 평균치이고, SD는 표준편차, CV는 변화계수이다. 표 Ⅰ, Ⅱ로부터 본 발명에 의한 검출기에 의한 검출기에 있어서 정량분석의 재현성은 공지된 검출기의 경우에 비하여 상당히 개선되었음을 알 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 검출기는 증유의 패턴분석(탄화수소 타입분석)의 재현성 일일시험에서 통상의 검출기와 비교되었다. 일반적으로, 증유는 여러물질을 포함하는 복합혼합물로 구성되어 있으므로 박층 크로마토그패피의 분야에서 복합혼합물로부터 각 물질을 색층분석적으로 분리하는 것은 불가능하지만, 이 경우에 복합혼합물의 패턴분석은 박층 크로마토그래피 분야에서 자주 실행된다. 패턴 분석에서 복합혼합물은 유사한 화학적 성질을 가진 물질로 구성된 여러 그룹으로 색층 분석적으로 분리된다.

각 그룹은 그룹의 증폭기의 출력치로서 만들어진 크로마토그램 면적의 피크면적의 퍼센테지로 정량적으로 평가된다. 따라서, 패턴분석의 재현성의 시험은 매우 중요한 의의가 있다.

패턴분석의 재현성의 시험에서, 제1도의 검출기(제3 전극(8)은 전원(7)의 양극측에 연결되었다.)와 제3도의 검출기가 사용되었다. 디클로메탄 1㎖ 속에 증유 10㎎의 용액이 시료로서 사용되었다. 시료는 박층 크로마토그래픽 요소, 즉 봉상요소 위에 1㎕양의 스폿트된 다음 n-헥산 현상제로 봉상 요소에 10㎝의 길이로 확산시키고 그후 봉상요소는 실온에서 건조되었다. 시료는 또한 톨루엔 현상제와 함께 5㎝의 길이로 확산시킨 다음 실온에서 건조되고, 시료는 디클로메탄 : 메탄올이 95:5의 비율로 된 현상제와 함께 2㎝ 길이로 퍼지고 이 3단계 현상에서 시료는 포화성분, 방향성분, 수지성분, 아스팔텐 성분의 4그룹으로 분리되었다.

패턴분석은 이전에 설명한 정량분석에서와 같이 같은 조건 아래 하루에 한번 5일에 걸쳐 두 검출기(제1도, 제3도)에 의해서 행해졌다. 본 발명과 공지의 검출기의 시험결과는 각각 아래표 Ⅲ, Ⅳ에 표시되었다.

[표 III]

(본 발명)

[표 IV]

Claims (4)

1. 가스버어너의 노즐에서 수소불꽃이 형성되도록 수소가스원에 연결된 가스버어너와, 크로마토그래픽적 분리물질을 운반하여 수소불꽃을 통과시켜 분리물질이 연소되고 이온화되게 하는 박층 크로마토그래픽 요소와, 수소불꽃으로 분리물질이 연소됨으로서 발생하는 이온화 가스에 노출된 전극과, 수소 가스버어너가 양극성을 갖고 전극이 음극성을 갖도록 상기 수소 가스버어너와 상기 전극에 전압을 인가하기 위한 전원과, 상기 박층 크로마토그래픽 요소가 수소불꽃을 통과할 때 충전된 전기량을 될 수 있는대로 가소시키기 위하여 상기 음극을 감싸는 제3 전극과, 이온화된 가스에 노출되어 상극 음극에 발생된 전류를 탐지하고 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기에서 얻어진 출력을 크로마토그램으로 기록하기 위하여 상기 증폭기에 연결된 기록기로 구성되는 박층 크로마토그래픽 분야에 사용되는 염 이온화 검출기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 전극이 전기적으로 부유상태로 유지되는 염 이온화 검출기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3 전극이 상기 음극보다 높은 전위 상태로 유지되는 염 이온화 검출기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제3 전극이 상기 수소 가스버어너와 상기 음극 사이의 공간을 감싸도록 배치된 염 이온화 검출기.

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