컬럼 선택시 고려사항 ( L/dp )

안녕하세요 랩솔루션즈입니다. 

이번에는 컬럼 선택시 어떤 길이의 컬럼을 선택할 것인가에 대해 알아보겠습니다. 

L/dp 값에 대해 들어보셨는지요? 

HPLC에서 "L/dp"는 크로마토그래피 컬럼의 길이(L)와 컬럼에 충전된 고정상 입자의 크기(dp)의 비율을 나타냅니다.

1. L (컬럼 길이):
   HPLC 컬럼의 길이를 의미합니다. 컬럼은 다양한 길이로 제공되며, 일반적으로 몇 센티미터에서 30cm 이상까지 다양합니다. 컬럼 길이 선택은 분리 해상도와 분석 시간에 영향을 미칩니다.
2. dp (입자 크기):
   컬럼 내 고정상을 구성하는 입자의 지름을 말합니다. 작은 입자는 일반적으로 더 큰 표면적을 제공하여 고정상과 분석물 사이의 상호작용을 증가시켜 더 나은 분리를 가능하게 합니다.
3. 비율 (L/dp):
   L/dp 비율은 컬럼 길이에 대비해 고정상의 입자가 얼마나 미세하거나 거친지를 나타내는 방법입니다. 높은 L/dp 비율은 더 긴 컬럼 또는 더 작은 입자를 의미하며, 이는 샘플 내 화합물의 더 나은 분리에 기여할 수 있습니다.
• 높은 L/dp: 더 많은 이론적 플레이트를 의미하여 더 나은 해상도와 분리 효율을 제공합니다. 이는 더 작은 입자 또는 더 긴 컬럼이 고정상과 분석물 사이의 상호작용 기회를 더 많이 제공하기 때문입니다.
• 낮은 L/dp: 더 큰 입자 또는 더 짧은 컬럼을 나타낼 수 있습니다. 이러한 설정은 분석 시간을 단축시킬 수 있지만 해상도가 저하될 수 있습니다.

HPLC 분석에 있어 L/dp 가 가장 좋은 컬럼은 통상적으로 5um 입자크기에 25cm 컬럼으로 알려져 왔습니다. 그러한 이유로 impurity 분석에 있어서 4.6 * 250 mm 5um 컬럼을 사용해 왔습니다. 많이 사용하고 있는 컬럼의  L/dp 값은 아래와 같습니다. 

기술이 발전되면서 입자크기가 작은 컬럼이 생산되기 시작했고, 입자크기가 작아짐에 따라 높아지는 압력을 견디는 UPLC 시스템이 만들어지면서 분석시간을 줄이는 획기적인 변화가 생겼습니다. 10년전 부터는  9000psi 까지 견디는 HPLC가 출시되고 있습니다. 

위에 표를 가지고 유추하면, 기존에 사용하던 5um 250mm 컬럼은 3um 150mm 혹은 3.5um 150mm 컬럼을 대체가 가능할 수 있습니다. 짧은 컬럼을 사용하면 동일 성능을 유지하면서 분석시간을 줄일 수 있습니다. 

워터스사에서 제공하는 Column calcurator 를 이용하여 5um 250mm 컬럼을 3um 150mm 컬럼으로 변경했을때 분석시간이 얼마나 줄어들 수 있는지 계산을 해 보았습니다. 

51분의 분석시간이 30분으로 줄어들 수 있음을 알수 있습니다. 분석시간이 절반으로 줄어듦으로 해서 분석방법개발 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라. 이동상도 줄일 수 있는 장점이 있습니다.

저희는 빠른 분석법 개발을 위해 UPLC 경우 1.7um 에 50mm 컬럼을 HPLC 경우 3.5um 에 100mm 컬럼을 사용하고 있습니다. 

다음에는 HPLC에 사용하는 Buffer에 대해 알아 보겠습니다. 

감사합니다.