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Intro ......

 

gel permeation chromatography) 액체나 기체의 이동상이 다공질 gel을 통과 용질의 크기가 크면 클수록 더 빨리 통과되므로 크기에 따라 분자들을 분리 (구멍의 크기는 큰 용질 분자를 배제하기에 충분하도록 작으나 작은 분자를 배제할 정도로 작지는 않다) 다른 형태의 gel과는 달리 고정상과 용질 사이에 인력이 없다 많은 부피의 elution용액이 필요하다 4) 친화 크로마토그래피 (affinity chromatography) 가장 선택적인 크로마토그래피 방법 고정상에 공유결합된 분자와 용질 중 한 성분이 특별한 상호작용으로 결합함으로서 다른 용질들과 분리하는 방법 공유결합된 분자가 특별한 단백질에 대해 항체인 경우 다양한 단백질을 포함한 혼합물을 column을 통과할 때, 의약용, 또는 박층 (고정상)간의 분배율의 차에 의해서 분배가 행하여지기 때문에 여지 크로마토그래피를 paper partition chromatography 라 하여도 무방하다 3) 분자배제 크로마토그래피 (molecular exclusion, 약산 (-PO3H, phenol성 ?OH) 해리기가  ......

 

 

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천연물화학 II

Chromatography I

고정상 (stationary phase)과 이동상 (mobile phase) 간의 흡착 (adsorption) 또는 분배 (partition)를 이용한 분리법

 

이동상 : column을 통해 이동하는 용매는 액체 혹은 기체

고정상 : column 안에 머물러있는 상은 보통 모세관 내벽에 혹은 column에 충전된 고체입자 표면에 덮여진 점도가 있는 액체 혹은 고체입자

 

1980년 소련의 식물학자, 생화학자 Tswett

식물의 잎사귀에 존재하는 색소를 분리시도

Inulin등의 여러 흡착제를 충진시킨 column에 petroleum ether로 추출한 잎사귀 추출액을 소량 가하고 동일 용매로 용리 (elution)시켰을 때 서로 다른 색깔의 띠를 확인

 

희랍어어원 color + write = chromatography

 

Chromatography II

이동상의 종류에 따른 분류

Gas chromatography (GC), Liquid chromatography (LC)

 

고정상의 종류에 따른 분류

흡착형 (고체인 경우) & 분배형 (액체인 경우)

 

고정상의 극성, 이동상 용매의 극성의 크기에 따른 분류

Normal phase chromatography (순상)

Reverse phase chromatography (역상)

Chromatography III

1) 흡착 크로마토그래피 (absorption chromatography)

가장 오래된 형으로 고체 고정상과 액체나 기체의 이동상을 사용한다. 용질은 고체입자의 표면에 흡착되며 고정상과 이동상 사이의 평형으로 용질분자는 서로 분리된다.

이동상과 고정상 사이의 상호작용기전에 따른 분류

2) 분배 크로마토그래피 (partition chromatography)

고정상은 고체 지지체 표면에 형성된 얇은 막이며 용질은 고정상 액체와 이동상 사이의 분배평형을 이룬다.

특히 혼합물을 분리할 뿐만 아니라 표준물질과 직접 비교

용매증기에 포화된 여지, 또는 박층 (고정상)간의 분배율의 차에 의해서 분배가 행하여지기 때문에 여지 크로마토그래피를 paper partition chromatography 라 하여도 무방하다

3) 분자배제 크로마토그래피 (molecular exclusion, gel filtration, gel permeation chromatography)

 

액체나 기체의 이동상이 다공질 gel을 통과

용질의 크기가 크면 클수록 더 빨리 통과되므로 크기에 따라 분자들을 분리 (구멍의 크기는 큰 용질 분자를 배제하기에 충분하도록 작으나 작은 분자를 배제할 정도로 작지는 않다)

다른 형태의 gel과는 달리 고정상과 용질 사이에 인력이 없다

많은 부피의 elution용액이 필요하다

4) 친화 크로마토그래피 (affinity chromatography)

가장 선택적인 크로마토그래피 방법

고정상에 공유결합된 분자와 용질 중 한 성분이 특별한 상호작용으로 결합함으로서 다른 용질들과 분리하는 방법

공유결합된 분자가 특별한 단백질에 대해 항체인 경우 다양한 단백질을 포함한 혼합물을 column을 통과할 때, 단지 항체에 반응하는 하나의 단백질만이 고정상에 결합되고 나머지는 먼저 elution된다. 항체와 결합된 단백질은 pH변화시키거나 이온세기를 변화시킴으로서 회수된다.

5) 이온교환크로마토그래피 (Ion exchange chromatography)

 

강목구조의 탄화수소에 산성기 또는 염기성기를 연결한 이온교환수지에 양이온 또는 음이온을 접촉하면 물에 불용인 채로 이온교환이 이루어져서 그 이온이 수지와 결합한 대신으로 H+ 또는 OH- 가 용출.

해리기가 산성 : 양이온 교환수지 cation exchange resin

강산 (-SO3H), 약산 (-PO3H, -COOH, phenol성 ?OH)

해리기가 염기성 : 음이온 교환수지 (anion exchange resin)

강염기 (-N(CH3)3OH, -N(CH2OH)?(CH3)2OH),

약염기 (-NH2, -NH-, phenylamine)

용도

alkaloid의 혼합물, Peptide나 단백질의 가수분해물과 같은 수종의 amino acid의 혼합물과 같이 특히 해리성에 근사한 물질도 각각의 완충액의 사용과 피흡착성의 차에 따라서 뚜렷하게 분리 (amino acid autoanalyzer)

공업용수의 연화, 순수한 물의 정제, isotope의 분리제조, 의약용, 촉매용 등

Gel chromatography

1) 원리

Gel 입자는 3차원적 망상구조를 가진 고분자 화합물로서 분자 내 일정크기의 구멍이 존재한다. 구멍의 크기는 gel분자를 합성할 때 가교도 (cross linkage)에 의해서 결정되며 가교도를 적당히 조절하면 크기가 다른 구멍을 가진 gel을 합성할 수 있다. 가교도가 큰 gel은 구멍의 크기가 적고 가교도가 낮은 gel은 구멍의 크기가 크다. gel층을 시료가 통과할 때 gel 속의 구멍보다 크기가 적은 분자는 구멍 속으로 들어가게 되지만 크기가 큰 분자는 용매와 함께 이동하기 때문에 빨리 용출하게 된다.

 

2) 장점

다른 종류의 chromatography에 비해서 분리과정 중

화학변화가 일어나거나 흡착에 의한 물질의 손실이 거의 없으며

분석시간이 비교적 짧다.

3) Gel의 종류와 성질

Silica gel, cellulose, ion exchange resin (이온교환수지), sephadex (고분자 gel), reverse phase, normal phase

 

Gel에 사용되는 용매는 물, 유기용매 또는 양자를 모두 사용할 수 있으나 gel의 종류에 따라서 선택되어진다.

Gel의 재료는 유기계 gel 과 무기계 gel로 나뉠 수 있다.

 

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이동상과 고정상 사이의 상호작용기전에 따른 분류 2) 분배 크로마토그래피 (partition chromatography) 고정상은 고체 지지체 표면에 형성된 얇은 막이며 용질은 고정상 액체와 이동상 사이의 분배평형을 이룬다. 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