관련 제품명 : MPS 

DNPH 유도체화 자동화 시스템을 이용한 Formaldehyde 및 Acetaldehyde 분석

서론

 대기 중에 존재하는 알데하이드 및 케톤류들은 2,4-dinitrophenylhydrazine(DNPH) 카트리지를 통해 샘플링한다. 이 car-bonyl 화합물들은 DNPH와 반응하여 카트리지에 히드라존 형태로 고정된다. 

이 화합물들은 acetonitrile(이하 ACN) 용매로 카트리지에서 추출하여 HPLC/UV로 검출한다. 본 응용자료에서는 기존의 매뉴얼 전처리 방법을 MPS/DNPH 시스템을 통해 자동화한 분석법에 대해 알아보고자 한다.

매뉴얼 전처리 분석방법

 DNPH 카트리지에 일정량의 대기시료를 통과시킨다. 카트리지는 vacuum manifold에 장착하고 ACN 용매는 유도체화된 알데히드 또는 케톤을 카트리지에서 추출하기 위해 사용한다. 카트리지에서 추출한 용액은 5 mL 부피플라스크를 이용하여 받고 최종적으로 ACN을 이용하여 5 mL 용량으로 맞춰준다. 

유도체화된 성분들의 농도는 부피에 영향을 받기 때문에 추출액의 부피는 매우 중요하다. 추출액은 잘 흔들어 0.2 micron Nylon filter를 통해 여과시킨 다음 피펫을 이용하여 일정량을 바이알에 옮긴 후 HPLC/UV로 분석한다. 

MPS/DNPH를 이용한 전처리 자동화 분석 방법

 기존의 매뉴얼 전처리 방법을 MPS/DNPH 시스템을 이용하여 자동화 하였다. DNPH 카트리지에 syringe를 통해 용매를 흘려줄 수 있도록 DNPH 카트리지에 adaptor를 장착하였다. <그림 1>은 adaptor, DNPH 카트리지, 0.2 micron filter가 장착된 모습이다.

 본 응용자료에서는 MPS/DNPH 시스템을 이용하여 Formal-dehyde와 Acetaldehyde을 내부표준물질로 정량하였다.

시스템 구성

-  GERSTEL MultiPurpose Sampler MPS 2XL (Dual head)  with 300 Automated DNPH

-  Maestro Version 1.4.9.14/3.5

-  Analytics Cooled tray

-  Agilent 1260 Quaternary Pump

-  Agilent 1260 Diode Array Detector

-  Agilent 1260 Column Oven

분석방법

 실험에서 사용되는 모든 용매들은 syringe를 통해 주입되며 <그림 2>의 시스템을 이용하여 DNPH 유도체화 과정을 모두 자동화하였다. DNPH 카트리지를 10 mL 빈 바이알과 함께 장착하고 유도체화된 추출액 5 mL를 얻기 위해 5.6 mL ACN을 MPS를 이용하여 DNPH 카트리지에 주입한다. 이 추출액은 syringe를 통해 잘 섞어준 후 왼쪽 MPS head에 장착된 1 mL syringe를 이용하여 4 ℃ 온도 설정이 된 tray에 위치한 2 mL 빈 바이알에 정확히 1 mL를 옮겨 놓는다. 최대 64개의 DNPH 유도체화 추출을 자동화할 수 있으며, 2 mL 바이알에 담긴 추출액은 여러 번 반복 주입을 할 수 있고, 필요할 경우 표준물질의 주입도 가능하다.LC 분석법은 C18 50×4.6 mm id 컬럼을 사용하여 ACN: Water(30:70)에서 ACN:Water(95:5)까지 gradient 조건으로 UV검출기 365 nm에서 분석하였다.

분석결과

<그림 4>는 Formaldehyde와 Acetaldehyde 표준물질 0.075 ppm을  분석한  크로마토그램이다.  Formaldehyde는  3.7분, Acetaldehyde는 5.3분에 검출되었다. 5 ppm의 표준물질을 6회 반복분석하였을 때 Formaldehyde는 1.2% RSD를 Acetal-dehyde는 1.3% RSD를 나타내었다. 

<그림 5>는 시료에 For-maldehyde 와 Acetaldehyde를 spike하여 분석한 크로마토그램이다. <표 1>은 5개의 각각 다른 시료를 MPS/DNPH 시스템를 이용하여 Formaldehyde와 Acetaldehyde를 DNPH 카트리지로 샘플링하여 검출한 분석 결과이다.

결론

 MPS/DNPH를 통해 DNPH 유도체화를 자동화하여 매뉴얼 전처리 방법에서 발생할 수 있는 오차들을 개선할 수 있었다. 또한 최대 64개의 시료를 전처리부터 분석까지 자동화할 수 있었고, 각 시료 당 전처리에서부터 HPLC run time을 포함한 총 분석시간은 약 12.5분으로 빠른 분석이 가능하였다.