관련 제품명 : GC용 VUV 검출기 

GC에서 선택할 수 있는 가장 강력하고 새로운 검출기 - VUV detector

“2016년 가장 파괴적인 GC 제품” - Kevin A. Schug, Ph.D. Professor of Analytical Chemistry, University of Texas

“놀랍도록 간단한 개념이 강력한 스펙트럼 영역으로 확장되다” - Tim Hossain Ph.D. Chief Scientist Cerium laboratories

“질량 분석기(Mass Spectrometry)에서 마주치는 이온화 비효율성을 제거하다” - Mark R. Emmett, Ph.D. Professor University of Texas Medical Branch Galveston UTMB Cancer Research Center

위 설명은 단 몇 년 만에, 새로운 호기심에서 시작하여 GC(Gas chromatography) 검출기 시장의 강력한 경쟁자로 부상한 VUV Analytics사의 VUV(Vacuum Ultraviolet) 검출기에 대한 평가이다.

VUV Analytics사에서 개발 및 생산하는 VUV 검출기는 GC 응용에 이상적인 범용적 검출기(Universal detector)로 다양한 응용에 사용 될 수 있으며 혼합물의 정성, 정량을 보다 빠르고 정확하게 분석할 수 있다.

VUV 검출기로 싱크로트론과 동등한 스펙트럼을 얻다

VUV(Vacuum Ultraviolet, 진공 자외선)는 전자기 복사(Electromagnetic radiation)의 일종으로 자외선 영역(10 nm~400 nm) 중 200 nm 이하의 단파장을 말하며, 거의 모든 가스상 화합물이 VUV 파장인 115~ 185 nm 영역의 파장을 매우 강하게 흡수하기 때문에 GC용 검출기로서 아주 이상적인 특징을 가지고 있다.

사실, 공기중의 산소가 VUV 파장 영역 중 200 nm 이하의 단파장을 강하게 흡수하기 때문에 이 파장 영역 대에서 실험을 하려면 방사선 가속기인 싱크로트론(Synchrotron)과 같은 강한 광원(Incredibly bright source)과 진공의 광로(Ultra high vacuum chamber)가 필수였다.

하지만, 이제 VUV Analytics사의 Spectrum fitting algorithm 기술을 통해 싱크로트론과 동등한 스펙트럼을 VAG 모델에서 얻을 수 있으며 정확하게 정성 분석할 수 있게 되었다.

VUV 검출기의 분석 과정은 아래와 그림과 같다.

시료를 주입하고 GC 컬럼에서 분리된 시료는 VUV 검출기의 transfer line을 통해서 Flow cell을 지나가게 된다. 시료는 Flow cell에서 D2 램프에서 나오는 VUV 파장을 흡광하게 되고 나머지 파장은 grating에 의해 PDA(Photo diode array) 검출기에 도달하게 된다. 이런 과정을 통해 검출기에서 싱크로트론과 동등한 흡수 스펙트럼을 얻게 되며, 소프트웨어를 통해 직관적으로 확인할 수 있다. 이후 소프트웨어 상의 library를 통해 정성 분석하며, 각 성분의 흡수단면적(Absorption cross section)을 이용하여 정량 분석한다.

다양한 스펙트럼 정보 = 뛰어난 정성, 정량 분석

VUV 검출기는 거의 모든 화합물질이 115~185nm의 파장을 강하게 흡수하는 특성을 이용한 최신 검출 방식으로, 기존 FID, TCD와 같은 검출기의 한계를 뛰어 넘어 여러 스펙트럼 정보를 추가로 제공한다. 아래 그림과 같이 VUV 검출기의 소프트웨어에서 분석 대상인 화합물의 총흡수 크로마토그램 및 각 성분의 흡수크로마토그램을 얻을 수 있으며 이를 통해 혼합물의 개별 성분에 대한 정확한 정량, 정성 분석이 가능하다.

Mass Spectrometry를 대체, 보완할 가장 이상적인 검출기

VUV 검출기는 이상적인 범용적(Universal) 검출기이며, 다양한 응용에 사용 되어 혼합물의 정성, 정량을 빠르고 정확하게 분석할 수 있다.

특히, VUV 검출기는 Mass Spectroscopy에서 분석이 어려운 이성질체(isomeric species), 저분자화합물(low molecular weight compounds), 이온화 과정에서 깨지기 쉬운 화합물의 정성, 정량 분석에 매우 효과적으로 사용 될 수 있다. 아래 그림은 이성질체 정성확인(isomer identification)의 대표적인 예로 나프톨(Napthol)과 메틸나프탈렌(Methylnaphthalene)의 분석 예이다. GCMS에서는 EI 스펙트럼이 거의 같기 때문에 library search를 해도 구분이 어려운 반면, VUV 검출기인 VGA 101에서는 그림과 같이 각 이성질체(isomer)의 고유한 흡수 스펙트럼(Unique absorption spectra)을 사용하여 쉽게 정량, 정성 분석이 가능하다.

복잡한 응용을 위한 가장 명확한 분석적 해답 ? VUV 검출기

모든 응용 분야에 사용될 수 있는 범용적 검출기 ? VUV 검출기

VUV 검출기는 모든 물질이 VUV(Vacuum Ultraviolet, 진공자외선)를 흡수하기 때문에, 다양한 응용 분야의 화합물 정성(Identification) 및 정량(Quantitation) 분석에 활용할 수 있다. 특히, VGA 101 모델은 환경 조사, 오일 및 가스, 법의학, 향 및 향미, 석유화학, 특수가스, 농화학, 식품 및 음료 그리고 생명과학 분야에 까지 새로운 검출 가능성을 고객에게 제공한다.

오래된 분석 문제에 대한 새로운 해답

수분 함량 분석은 화학산업의 많은 분야에서 필요한 중요한 분석 항목이었다. 하지만 아주 흔하게 존재하는 물질이기 때문에 본질적인 어려움이 있었다.

전통적으로 유기용매와 같은 물질의 수분 함량은 칼 피셔 적정법(Karl Fischer Titration)이나 GC-TCD로 분석해 왔다. 하지만, 이 두 분석법은 감도, 재현성 그리고 사용 편리성에 제한점이 많았다.

GC-VUV(GC에 VUV 검출기)는 시료에 존재하는 다른 화합물들의 독특한 스펙트럼 분리 확인을 통해 정성, 정량 분석을 하기 때문에 재현성 있는 차세대 정량 분석법으로 각광 받고 있다.

이 새로운 분석법의 핵심 장점은 다중 성분 분석, 저농도 분석(1~10 ppm), 우수한 정밀도(< 5% RSD)에 활용 될 수 있다는 점, 그리고 독성이 강하고 비싼 시약을 피할 수 있는 분석법이라는 것이다.

독특한 선택성(unique selectivity)으로 이성질체 분석을 해결하다

이성질체(Isomers)는 유사한 구조 그리고 컬럼에서의 동일한 머무름 시간(Retention time), 동시 발생의 특징을 갖는다. 예를 들어 자일렌(Xylene)의 메타 및 파라 이성질체는 유사한 구조 때문에 크로마토그래피법으로는 해결이 어려웠다. 더욱이 복잡한 이성질체 분석은 전자 이온화 질량스펙트럼 정보에 기초하기 때문에 분리가 불가능하였다.

하지만 이 두 가지 화합물은 VUV 스펙트럼 정보를 통해 쉽게 분리 분석 할 수 있다. 측정한 VUV 스펙트럼을 라이브러리에 있는 흡수 단면적과 비교할 수 있으며 이를 통해 빠르고 쉽게  혼합물 중의 화합물을 정성 분석 할 수 있다.

아래 그림에서 보듯이 간단한 선형 흡광도 피팅을 통해 동시 발생한 피크를 분리할 수 있는 능력을 제공한다. 단일 피크를 추가적인 기여도로 분리할 수 있으며 m-자일렌, p-자일렌 이성질체로 구분할 수 있다.

Universal Detector = Broad Markets

VUV 검출기는 Universal 검출기로서 선택성이 우수하고, 감도가 뛰어나 다양한 산업에 활용이 가능하다. 아래 그림은 VUV 검출기의 대표적인 응용이다.