![[생명화학공학] TLC(박막 크로마토그래피)실험-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364579-0001.gif)
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분야
hwp1. 실험 목적
2. 실험 원리
Ⅱ. 실험 기구 및 방법
1. 실험 기구 및 시약
2. 실험 방법
Ⅲ. 실험 결과 및 고찰
1. 실험 결과
2. 고찰
Ⅳ. 참고문헌
< 표 및 그림 목차 >
1. 실험 목적
혼합추출물에서 목적하는 물질을 신속하고 간편하게 분리 동정하는 방법과 그 활용범위를 익힌다.
2. 실험 이론
1) 크로마토그래피(Chromatography)
희랍어인 Chroma (color : 색)와 Graphein (write : 기록)의 복합어로 색을 기록한다는 의미로 1906년 러시아의 식물학자 Tswett의 논문에서 처음 사용되어 유래가 되었다. 오늘날에 와서 이 이름은 모순점이 있으나 이미 세계적으로 알려지고 채택된 이름이어서 그대로 사용되고 있다.
종이 끝을 물에 담가 놓으면 물이 그 종이의 틈을 타고 올라간다. 그러면서 잉크와 만나면 그 잉크를 녹여서 같이 끌고 올라가게 되는데, 이 때 색깔 성분은 각기 끌려 올라가는 길이가 다르다. 종이에 세게 달라붙는 정도, 전개시킬 때 사용 할 액체에 녹는 정도, 녹아있는 물질의 분자량에 따라 움직이는 거리가 달라지게 된다. 그래서 처음에는 한 점에 모여 있었던 각각의 성분들이 띠처럼 갈라지게 되는데 이렇게 어떤 용매를 사용해서 색깔을 분리하는 방법을 "크로마토그래피"라고 한다.
시료의 성분들을 정지상과 이동상에 분포시켜 분리시키는 방법이다. 정지상은 고체일 수도 있고, 고체 위에 묻어 있는 액체일 수도 또는 겔일 수도 있으며, 아니면 관 속에 충전되거나 층 위에 덮여 있거나, 필름같이 분포되어 있을 수 있다. 크로마토그래피 상은 정지상으로 사용되는 여러 가지 형태의 정지상의 총괄적인 용어이다. 한편 이동상은 기체 혹은 액체일 수도 있다. (1974, IUPAC 분석화학분과, Pure Appl. Chem 발표)
시료가 칼럼을 지나는 동안, 각 성분의 이동도 차이를 이용해 혼합물의 각 성분을 분리하는 방법으로 이러한 분리과정은 각 성분의 이동상과 정지상 사이의 분배, 흡착, 이온교환, 시료의 크기 차에 의존한다. 용질의 이동상, 정지상과의 상호작용 정도는 용질의 물리적, 화학적 성질에 의존하며 극성(polarity)이 가장 큰 영향을 준다고 할 수 있다.
극성(polarity)은 영구 혹은 유발 쌍극자, 유산력(London dispersion force) 등에 의해 생기며, 용매나 용질의 상대적 질량에 영향을 받는다.
2) 혼합물의 분리
기체나 액체가 고정된 다공질(작은 구멍이 많은)지지대 속을 이동하면 기체나 액체 속에 들어 있는 화학 물질들이 종류에 따라 다른 속도로 흡착되는데. 이 성질을 이용하면 혼합된 물질들을 분리해낼 수 있다. 여기에서 고정된 지지대는 실험에서 이용한 거름종이라고 할 수 있으며, 이밖에도 미세한 고체, 여과용 물질의 판, 고체 표면에 액체를 얇게 바른 막 등이 이용된다. 이 방법은 산업 분야에서 아미노산과 펩타이드의 분리, 석유 혼합물의 분리, 휘발성 방향족화합물의 분리 등 다양한 곳에 사용된다.
일상생활에서 크로마토그래피를 이용해서 분리하는 것이 그렇게 흔한 일은 아니지만, 국립과학수사연구소 같은 곳에서는 실제로 많이 쓰이고 있다. 또, 크로마토그래피가 많이 쓰이는 곳이 바로 병원으로 약품을 분리하거나 환자들의 소변 또는 혈액검사를 할 때 쓰이기 때문에 아주 중요한 정보를 주는 경우가 많으며, 소변을 묻혀 분리시켰을 때 정상인에 비해 당이나 단백질 같은 것이 지나치게 많이 나온다면, 그 사람은 당뇨병이나 신장병에 걸린 것으로 판명되며, 이렇게 사람의 생명을 구하는 일에도 크로마토그래피가 쓰여 진다.
크로마토그래피는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 우선 혼합물의 양이 아주 적어도 분리할 수 있으며, 점을 찍을 수 있는 정도의 아주 적은 양이면 분리가 된다. 더욱이 끓이거나 할 필요가 없어 아주 간편하다는 장점도 있다. 장치해 두고 그냥 기다리면 저절로 분리가 되므로 편리하여 분석하는 분야에서는 손꼽는 방법으로 알려져 있다. 범죄 영화를 보거나 추리 소설을 읽다 보면 핏자국을 분석해서 범인을 알아내는 장면을 흔히 볼 수 있다. 어떻게 해서 핏자국 정도를 가지고 그런 것을 다 알아낼 수 있을까? 이 때 사용되는 방법이 바로 크로마토그래피이다. 먼저 피가 묻어 있는 부분에 용매를 써 피를 녹인 다음 크로마토그래피 장치에 넣으면 피 자체를 구성하는 항원 단백질의 종류가 혈액형에 따라 다르기 때문에 분리가 되고, 분리되어도 색깔이 잘 안 보이는 경우에는 따로 색깔이 드러나도록 다른 용액을 뿌려서 눈으로 볼 수 있게 한다.
3) 크로마토그래피의 원리
소량의 시료 용액을 컬럼에 주입하면 이동상은 시료를 이동시킨다. 각 성분은 충진물에 흡착과 탈착이 연속적으로 이루어지면서 충진물과의 친화력의 차이만큼 각각 이동속도가 느려진다. 각 성분 x는 컬럼을 통과하면서 고정상(s, 충진물을 말함)과 이동상(m) 사이에서 분배가 이루어지며 분배의 정도가 어느 쪽으로 치우쳤는지(이동상 혹은 고정상)를 분배계수로 나타낼 수 있다.
분배계수가 크다는 것은 성분이 고정상과 친화력이 있어서 컬럼을 천천히 통과함을 의미한다. 분배계수가 작다는 것은 성분이 고정상과 친화력이 없어서 컬럼을 빠르게 통과함을 의미한다. 성분들의 상대적인 속도의 차이 때문에 각 물질이 컬럼을 따라 분리되는 것이다. 이렇게 분리된 각 성분들은 이동상에 의해 컬럼의 맨 밑으로 이동한다.
시간에 따른 컬럼을 나온 각 성분의 농도를 측정하여 그려보면 크로마토그램을 얻을 수 있
2. 위키피디아, commons.wikimedia.org/wiki/Image ; 물질구조 그림
3. www.fujing.cn/pages/nitroaniline-e.htm ; o-nitroanilin 구조그림
