고성능 액체 크로마토그래피 HPLC 검출기 분류와 선택 기준

HPLC 검출기 선택은 분석 대상 물질의 구조, 검출 한계, 규제 요구사항, 분석 목적이 모두 맞물려 결정된다. 실험실 환경에서는 하나의 정답이 아니라 목적에 맞는 최적의 선택이 존재한다는 점을 이해하는 것이 중요하다.

 

고성능 액체크로마토그래피에서 검출기는 단순한 신호 증폭 장치가 아니라 분석 목적, 대상 물질의 물리화학적 특성, 규제 요구사항을 동시에 반영해야 하는 핵심 구성 요소다. 같은 컬럼과 이동상을 사용하더라도 검출기 선택에 따라 얻을 수 있는 정보의 깊이와 신뢰성은 크게 달라진다.

1. UV/Vis Absorbance Detector

UV/Vis 검출기는 HPLC에서 가장 기본이자 표준으로 자리 잡은 방식이다. 원리는 Beer-Lambert 법칙에 따라 특정 파장에서 분석 대상 물질이 흡수하는 자외선 또는 가시광선의 세기를 측정하는 것이다.

고정 파장 방식은 254 nm와 같이 특정 파장만을 사용하며 구조가 단순하고 안정성이 높다. 가변 파장 방식은 분석 물질에 맞춰 최적 파장을 선택할 수 있어 활용 범위가 넓다. 다이오드 어레이 검출기(DAD 또는 PDA)는 시간에 따른 전체 스펙트럼을 동시에 수집할 수 있어 피크 순도 확인과 불순물 평가에 매우 유용하다.

UV 크로모포어를 갖는 의약품 원료, 불순물, 중간체 분석에 폭넓게 사용되며, 감도와 재현성, 비용 측면에서 균형이 가장 좋은 검출기로 평가된다. 제약 QC 환경에서 가장 많이 사용되는 이유도 여기에 있다.

2. Fluorescence Detector (FLD)

형광 검출기는 분석 물질이 특정 파장의 빛에 의해 여기된 후 방출하는 형광을 측정한다. 흡광을 측정하는 UV 검출기와 달리 방출 신호를 측정하기 때문에 배경 잡음이 매우 낮다.

비타민, 단백질, 특정 의약품처럼 고유 형광을 갖는 물질이나 유도체화된 화합물 분석에 적합하다. 감도는 UV 대비 수십 배에서 수백 배까지 높아 극미량 분석에 강점이 있다.

선택성이 매우 높다는 장점이 있는 반면, 모든 물질에 적용할 수 없고 조건 설정이 상대적으로 까다롭다는 점은 고려해야 한다.

3. Refractive Index Detector (RID)

굴절률 검출기는 이동상과 시료 간 굴절률 차이를 감지하는 방식으로, 이론적으로는 대부분의 화합물을 검출할 수 있는 범용 검출기다.

당류, 지질, 고분자 물질처럼 UV 흡수가 거의 없는 화합물 분석에 사용된다. 구조가 단순하고 사용이 쉬운 장점이 있지만, 감도가 낮고 온도 변화에 민감하며, 기울기 용리에서는 사용할 수 없다는 결정적인 한계가 있다.

따라서 주로 등용매 조건의 정량 분석에 제한적으로 사용된다.

4. Evaporative Light Scattering Detector (ELSD)

ELSD는 이동상을 분무한 뒤 용매를 증발시키고, 남은 분석 물질 입자에서 산란되는 빛을 측정한다. 비휘발성 또는 반휘발성 화합물 분석에 적합하다.

UV 크로모포어가 없는 지질, 당류, 계면활성제 분석에서 유용하며, RID보다 넓은 적용성을 가진다. 다만 신호가 비선형적이기 때문에 정량 시 검량선 설정에 주의가 필요하다.

5. Conductivity Detector

전도도 검출기는 용액 내 이온의 전기 전도도 변화를 측정한다. 주로 이온 크로마토그래피에서 사용되며, 무기 이온, 염류, 이온성 의약품 분석에 특화되어 있다.

이온 선택성이 매우 높고 감도가 뛰어나지만, 일반적인 HPLC 분석보다는 특수 목적 분석에 한정된다.

6. Mass Spectrometry Detector (LC–MS)

질량분석 검출기는 분석 물질을 이온화한 뒤 질량 대 전하비를 측정한다. 정량과 정성 정보를 동시에 제공할 수 있는 가장 강력한 검출기다.

미량 불순물 분석, 구조 규명, 대사체 분석, 약물동태 시험 등 연구 및 개발 단계에서 필수적인 도구로 활용된다. 감도와 특이성이 매우 높지만, 장비 비용과 유지관리 난이도가 높아 일반 QC 환경에서는 제한적으로 사용된다.

7. Electrochemical Detector (ECD)

전기화학 검출기는 전극 표면에서 분석 물질의 산화 또는 환원 반응에 의해 발생하는 전류를 측정한다.

신경전달물질, 비타민, 산화환원 특성을 갖는 의약품 분석에서 매우 높은 감도를 보인다. 특정 물질에 대해서는 가장 민감한 검출기 중 하나지만, 적용 범위가 제한적이라는 점은 분명하다.

8. Charged Aerosol Detector (CAD)

CAD는 이동상을 분무한 후 에어로졸 입자를 전하화하여 신호를 검출하는 방식이다. ELSD와 유사하지만, 신호 재현성과 정량성이 더 우수하다.

지질, 탄수화물, 펩타이드, 고분자 등 UV 흡수가 없는 물질 분석에 널리 사용되며, 기울기 용리와도 호환된다는 점에서 현대적인 범용 검출기로 평가된다.

 

 

 

 

 

 

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