HPLC 바이알 선택방법

HPLC(High-Performance Liquid Chromatography)는 화학물질의 분리 및 분석을 위해 널리 사용되는 분석 기술 중 하나입니다. 이 기술을 사용할 때 바이알(vial)의 선택은 분석 결과에 영향을 미칠 수 있는 중요한 요소 중 하나입니다. 바이알은 시료의 보관과 주입을 위한 용기로, 재질, 용량, 뚜껑 등 다양한 요소를 고려해야 합니다.

 

1. 재질(Material)

 

바이알의 재질은 주로 유리(glass)와 플라스틱(plastic) 두 가지로 나뉩니다. 각각의 재질은 특정한 장단점을 가지고 있습니다.

유리 바이알: 대부분의 HPLC 분석에 사용되며, 화학적으로 안정하고, 높은 내구성을 가지고 있습니다. 또한, 유리는 대부분의 용매에 대해 안정적이므로 다양한 용매로 시료를 조제할 때 사용하기 좋습니다.

플라스틱 바이알: 경제적이며, 유리보다 가벼우며 부식성이 낮기 때문에 일부 특정한 용매나 시료의 경우에 유리보다 적합할 수 있습니다. 그러나 일부 용매나 시료에 대해 화학적으로 덜 안정적일 수 있으므로 사용하기 전에 특성을 확인해야 합니다.

유리 바이알과 플라스틱 바이알은 각각 다른 종류의 용매에 대해 서로 다른 부식성을 보입니다. 각각의 바이알에 부식을 일으키는 주요 용매들은 다음과 같습니다.

유리 바이알:
유리 바이알은 일반적으로 많은 종류의 용매에 대해 화학적으로 안정하며 부식성이 낮습니다. 그러나 일부 강산(Acids) 및 강 염기(Bases)는 유리를 부식시킬 수 있습니다. 특히, 높은 농도의 강산류(예: 질산, 염산) 또는 강 염기류(예: 나트륨 하이드록사이드)는 유리의 부식을 유발할 수 있습니다. 또한, 일부 유기 용매들도 유리를 부식시킬 수 있습니다.

일반적으로, HPLC 분석에서 사용되는 대부분의 용매들은 유리 바이알에 부식을 유발시키지 않습니다. 그러나 분석할 시료나 사용할 용매의 특성에 따라 유리 바이알의 선택을 고려해야 합니다.

유리 바이알은 대부분의 용매에 화학적으로 안정하다는 장점이 있지만, 시료를 담은 바이알을 떨어뜨려 깨질 수 있으며, 분석이 끝난 후 분리배출에 인력이 요구된다는 단점이 있습니다.

플라스틱 바이알:
플라스틱 바이알은 일반적으로 유리보다 화학적 부식에 민감할 수 있습니다. 주로 사용되는 플라스틱 재질 중 일부인 폴리프로필렌(PP)은 많은 종류의 용매에 대해 화학적으로 안정적이지만, 다른 플라스틱 재질은 부식에 민감할 수 있습니다. 예를 들어, 아세톤, 메탄올, 에탄올과 같은 일부 유기 용매들은 일부 플라스틱 재질을 녹일 수 있습니다. 용매가 플라스틱을 녹인다면, 플라스틱 바이알의 성분으로 인하여 시료의 오염을 유발할 수 있습니다. 

 

하지만 대부분의 플라스틱 바이알은 폴리프로필렌(PP) 재질로 만들어집니다. PP는 화학적으로 안정적이고 많은 종류의 용매에 대해 부식에 강한 특성을 가지고 있어서, 분석 시에 많이 사용되는 플라스틱 재질 중 하나입니다. PP는 일반적으로 고온 및 고압 조건에서도 안정적이며, 다양한 화학적 조건에서 사용할 수 있습니다. 

 

PP 재질은 아세톤, 메탄올, 에탄올, ACN 등 HPLC 분석에 주로 사용되는 유기 용매에 안정적이기 때문에 플라스틱 바이알을 선택할 때에는 PP 재질인지 확인할 필요가 있습니다.

또한, PP 바이알은 가격이 저렴하고 가벼우며 재사용 가능하다는 장점도 있습니다. 이러한 이유로 PP 바이알은 많은 HPLC 실험실에서 표준적으로 사용되는 선택지 중 하나입니다.

 

2. 용량(Capacity)

 

바이알의 용량은 주로 분석에 필요한 시료 양에 따라 선택됩니다. HPLC 분석은 보통 몇 마이크로리터에서 몇 밀리리터의 시료 양으로 진행되므로, 바이알의 용량은 이러한 양에 맞게 선택되어야 합니다. 또한, 바이알 내에 공기 공간을 최소화하여 시료의 증발을 방지해야 합니다.

인서트 바이알(Insert vial)
시료 용량이 작은 경우에는 보다 정확한 분석을 위해 인서트 바이알(Insert vial)을 사용하는 것이 일반적입니다. 인서트 바이알은 작은 용량의 시료를 분석할 때 적합한 솔루션입니다.

인서트 바이알은 일반적으로 큰 용기 바이알 안에 작은 용기(인서트)가 포함되어 있습니다. 이러한 구조는 작은 용량의 시료를 사용할 때 시료의 증발을 방지하고, 시료의 희석을 최소화하여 높은 농도의 시료를 얻는 데 도움이 됩니다. 또한, 인서트 바이알은 시료의 표면적을 줄여주어 더 정확한 분석을 가능하게 합니다. 시료 용량이 작은 경우에는 대부분의 바이알에 비해 인서트 바이알이 더 효율적이고 정확한 분석 결과를 얻을 수 있습니다. 또한, 시료가 부족한 경우에도 인서트 바이알을 사용하여 시료를 효율적으로 활용할 수 있습니다.

인서트 바이알도 유리와 플라스틱 재질로 생산되며, 일반 바이알에 인서트만 구매하여 꽂아서 사용할 수도 있으며, 처음부터 인서트가 들어있는 상태로 생산되는 바이알도 있기 때문에 필요에 맞게 선택하여 구매하면 됩니다.

 

3. 뚜껑(Cap)

 

바이알의 뚜껑은 시료의 누출을 방지하고 보관 시 시료의 오염을 막기 위해 중요합니다. 같은 용량의 바이알도 호환되지 않는 뚜껑이 있기 때문에, 사용하는 바이알과 호환되는 뚜껑인 지 필수적으로 확인하여야 합니다. 주로 사용되는 뚜껑 유형에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

나사형 뚜껑(스크류 타입): 일반적으로 사용되며, 시료의 누출을 방지하고 보관 시에도 확실한 밀폐를 제공합니다. 또한, 여러 번 개폐할 수 있어 편리합니다.

시편 뚜껑: 시료 주입 시에만 사용되는 뚜껑으로, 분석 시 시료가 바이알 내부로 흘러가는 것을 방지합니다. 사용 후에는 주로 버리는 것이 일반적입니다.

실링 뚜껑: 보통 시료 보관 시에 사용되며, 완벽한 밀폐를 위해 바이알의 입구를 완전히 밀봉합니다.

바이알의 뚜껑에는 슬릿이 있는 것과 없는 것, 두 가지 주요 유형이 있습니다. 이러한 뚜껑의 차이는 주로 시료 주입과 보관 시 시료의 보호에 영향을 미칩니다.

슬릿이 있는 뚜껑

슬릿이 있는 뚜껑은 일반적으로 자동 주입 시스템에서 사용됩니다. 이러한 뚜껑은 주사 바늘이나 주입 장치를 통해 시료를 바이알에 주입할 때 사용됩니다. 슬릿은 주사 바늘을 안정적으로 고정시켜 시료의 정확한 주입을 보장합니다.
또한, 슬릿이 있는 뚜껑은 시료가 바이알 내부로 높게 쏠리는 것을 방지하여 시료의 증발을 최소화하고, 보관 시 시료의 오염을 막는 데 도움이 됩니다.

슬릿이 없는 뚜껑

슬릿이 없는 뚜껑은 주로 시료 보관에 사용됩니다. 이러한 뚜껑은 시료가 바이알 내부에 고정되도록 하는 역할을 합니다. 주로 시료를 보관하고 분석하기 전에 사용됩니다. 시료를 주입할 필요가 없는 경우에는 슬릿이 없는 뚜껑을 사용하여 시료의 오염이나 증발을 방지할 수 있습니다.

이러한 차이점은 주로 시료 처리 및 보관 시의 편의성과 시료의 보호에 관련이 있습니다. 사용자는 실험의 목적과 사용 환경에 따라 적절한 뚜껑을 선택해야 합니다. 만약 자동 주입 시스템을 사용한다면 슬릿이 있는 뚜껑이 편리하고, 시료 보관이나 전송에 사용한다면 슬릿이 없는 뚜껑을 선택하는 것이 적합할 수 있습니다.

실제로 슬릿이 있는 캡과 없는 캡을 모두 사용해 본 유저의 입장에서, 슬릿의 유무는 크게 중요하지 않다는 것이 결론입니다. 슬릿이 없는 캡으로 분석하였을 때도 국제 숙련도 시험에서 우수한 성적을 거두었습니다. 따라서 슬릿의 유무가 결과에 영향을 준다고 생각하지는 않으며, 캡의 가격을 비교하고 상사의 니즈를 따르는 것이 좋은 선택입니다.

 

4. 자동화 호환성(Automation Compatibility)

 

HPLC 시스템은 자동화되는 경우가 많기 때문에 바이알은 자동 시료 처리 시스템과 호환되어야 합니다. 이는 바이알의 크기와 형태뿐만 아니라, 오토샘플러를 사용한 주입에 적합한 뚜껑을 선택하는 것을 의미합니다. 자동화 호환성을 고려하지 않으면 분석 작업에서 문제가 발생할 수 있으며, 작업의 효율성과 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다.

5. 화학적 안정성(Chemical Compatibility)

 

분석에 사용되는 시료 및 용매의 화학적 특성에 따라 바이알의 화학적 안정성이 중요합니다. 일부 시료나 용매는 특정 재질에 대해 부식성이 있을 수 있으므로, 이러한 화학적 상호 작용을 고려하여 바이알의 재질을 선택해야 합니다. 또한, 바이알의 뚜껑도 시료의 증발을 방지하고 화학적 오염을 막기 위해 적절한 물질로 제작되어야 합니다.

6. 투명성(Transparency)

 

HPLC 분석에서는 바이알 내부의 시료 투명성이 중요합니다. 투명한 바이알은 시료 주입 과정에서 시료의 양을 시각적으로 확인할 수 있으며, 또한 분석 중 시료가 잘 혼합되고 흐르는지를 확인할 수 있습니다. 따라서 투명성이 뛰어난 재질로 제작된 바이알을 선택하는 것이 바람직합니다.

 

하지만 빛에 예민한 물질을 분석하는 경우에는 필수적으로 앰버바이알을 사용해야합니다.

바이알 선택은 분석의 정확성과 효율성에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 결정 사항입니다. 사용자는 분석에 적합한 바이알을 선택할 때 재질, 용량, 뚜껑, 자동화 호환성, 화학적 안정성 및 투명성을 고려해야 합니다. 이러한 요소들을 신중하게 고려하여 적절한 바이알을 선택하면 분석 작업의 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.