분야
hwp1906년에 러시아 식물학자인 Tswett는 컬럼 크로마토그래피에 의해 녹색과 노란색의 엽록체의 색소를 분리, 정제하였다. Tswett는 초기 실험에서 원하는 높이의 컬럼을 만들기 위해 유리관속에 이눌린(inulin)을 채웠다. 잎에서 색소를 추출하고 그것을 석유에테르에 옮긴 후, 소량의 용액을 컬럼에 주입하였다. 용액이 스며들고 흡착제인 이눌린의 상층부에 좁은 시작띠가 형성되었을 때, 순수한 용매(예, 석유에테르)를 첨가하고 컬럼 상단부에 압력을 작용하였다. 용매가 컬럼을 따라 흐르면서 각각의 색소들은 다른 속도로 이동하고 결국에는 서로로 부터 분리되었다. 이러한 컬럼 크로마토그래피 방법은 다양하게 변형되어 여러 종류의 크로마토그래피를 낳았다.
크로마토그래피는 크기, 전하, 흡착성 또는 생물학적 친화성(affinity)의 차이에 근거를 두고 미세한 입자를 충전시킨 컬럼을 통하여 유체를 균일하게 침투 통과시키는 과정에서 유체내 어떤 성분이 선택적으로 지연되어 결과적으로 물질이 분리되는 것을 말한다. 생물공정에서 많이 사용되는 것으로 크기의 차이에 근거를 두고 분리하는 겔(gel) 크로마토그래피, 이온교환수지의 흡착성을 기준으로 하는 이온교환(ion exchange) 크로마토그래피, 분자간의 친화성에 근거를 둔 친화성 크로마토그래피가 있다. 이외에도 용질분자와 지지체(matrix) 위의 작용기 사이의 소수성 상호작용에 기초한 소수성 상호반응(hydrophobic interaction) 크로마토그래피, 그리고 크로마토그래피의 일반 원리에 기초한 종이 크로마토그래피, 얇은 막 크로마토그래피, 기체 크로마토그래피, 고성능 액체 크로마토그래피 등 여러 가지가 있다.
2.크로마토그래피의 원리
유리와 철조각같이 성질이 아주 다른 물질이 섞여있을 땐 자석을 이용하여 쉽게 분리할 수 있다. 모래와 설탕이 섞여있을 땐 설탕은 물에서 녹기 때문에 쉽게 분리할 수 있다. 그러나 만약 섞여있는 물질들의 물리적, 화학적 성질이 유사하다면 분리 방법은 좀더 복잡해질 것이다. 크로마토그래피에서 물질들은 이동상(mobile phase)과 정지상(statoinary phase)으로 구성되어 있는 계에 놓인다. 그리고 물질들은 두 상에서 그들의 분포가 다르기 때문에 분리되어진다. 각 분자의 상대적 움직임은 이동상의 움직임과 이동상의 움직임 지연효과들 사이의 균형의 결과이다. 우리가 먼저 생각해야 되는 지연효과들은 분배(partition)와 흡착(adsorption)이다.
일반적으로 두 상이 동일한 용질을 포함한다면 용질은 두 상 사이에서 분포하게 될 것이다. 이것을 분배라 하며 이와 관련된 평형은 두 상에서 용질 농도의 비인 분배계수 K로 나타내어 진다.
