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제안 방법
- 모멘트 분석과 van Deemter 그래프를 이용하여 크로마토그래피를 이용한 cAMP 분리의 정량적, 정성적 연구를 진행하였다. RPHPLC 실험을 통해 평형상수 K와 세 가지 물질전달계수를 얻었으며 van Deemter 식을 이용하여 HETP와 유량간의 관계를 파악하였다. 평형상수 K는 이동상의 메탄올 부피분율 10%, 20%, 30%로 증가할 때 용질의 농도와 관계없이 각각 4.
- 6×250 mm, The Nest Group, USA)를 사용하였으며 783A programmable absorbance detector(Applied Biosystems, USA)를 이용하여 280 nm의 파장에서 cAMP를 검출하였다. 검출된 전기적신호를 Autochro data module(Younglin, Korea)을 이용하여 디지털 신호로 바꿔 시각화하였다.
- 모멘트 분석과 van Deemter 그래프를 이용하여 크로마토그래피를 이용한 cAMP 분리의 정량적, 정성적 연구를 진행하였다. RPHPLC 실험을 통해 평형상수 K와 세 가지 물질전달계수를 얻었으며 van Deemter 식을 이용하여 HETP와 유량간의 관계를 파악하였다.
- 본 연구에서는 분자량이 329.206 g/mol인 고리형 아데노신 일인산(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)을 역상 HPLC(RP-HPLC) 칼럼으로 분석하였다. cAMP는 대추에 들어있는 천연 약물로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, Spoto 등[21]은 역상 HPLC를 이용하여 cAMP의 kinetic에 관한 연구를, Zhang 등[22]은 HPLC를 이용하여 대추가 포함하고 있는 cAMP를 분석하였다.
- 실험은 각각 세 가지 이동상(메탄올 10, 20, 30%), 샘플 농도(1.0, 4.0, 7.0 mM), 유량(0.5, 1.0, 1.5 mL/min)으로 하여 27가지 경우에 대한 크로마토그램을 얻었다.
- 분자확산계수(molecular diffusivity, Dm)는 WilkeChang 식을 통해 계산한 후, 축방향분산계수(axial dispersion coefficient, Dax)를 구하였다. 입자내부확산계수(intra particle diffusivity, De)는 van Deemter 식과 이론단수(theoretical plate number, N)를 비교하여 얻었다. 모멘트 분석을 통해 얻는 parameter들을 이용하여 정량적 결과인 van Deemter coefficient를 계산하고, 정성적 결과를 van Deemter 그래프를 도식화하였다.
- 칼럼은 고정상 입자의 직경이 5 μm인 Vydac ODS(4.6×250 mm, The Nest Group, USA)를 사용하였으며 783A programmable absorbance detector(Applied Biosystems, USA)를 이용하여 280 nm의 파장에서 cAMP를 검출하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 이동상은 메탄올(SAMCHUN, Korea)과 3차 증류수를 각각 10/90, 20/80, 30/70의 부피비로 혼합하여 만든 메탄올 10, 20, 30% 용액이다. 각각의 용매 1L에 potassium phosphate monobasic (SIGMA, USA) 6.
- 실험에서 사용한 샘플은 cyclic adenosine monophosphate(SIGMA, USA) 분말을 각각 3.29, 13.2, 23.0 μg씩 3차 증류수 10 ml에 용해시켜 1.0, 4.0, 7.0 mM로 만들었다.
데이터처리
- 입자내부확산계수(intra particle diffusivity, De)는 van Deemter 식과 이론단수(theoretical plate number, N)를 비교하여 얻었다. 모멘트 분석을 통해 얻는 parameter들을 이용하여 정량적 결과인 van Deemter coefficient를 계산하고, 정성적 결과를 van Deemter 그래프를 도식화하였다.
이론/모형
- Wilson-Geankoplis 식을 외부물질전달계수(kf)를 계산하는데 사용하였고 계산한 kf값은 Table 1에 정리하였다. 이동상의 메탄올 부피분율을 고정시키고 유량을 증가시키면 kf값이 감소하는 반면, 유량을 고정시키고 메탄올의 부피분율을 증가시키면 kf의 값은 증가 후 감소한다.
- 체내에서 cAMP 활성은 단백질 기작에 의해 발현되며 암, 심장질환에 대한 대응력을 높여주는 효과가 있다. cAMP의 모멘트 분석을 위하여 GR model을 사용하였고, 평형상수(K)는 first absolute moment를 통해 계산하였다. 분자확산계수(molecular diffusivity, Dm)는 WilkeChang 식을 통해 계산한 후, 축방향분산계수(axial dispersion coefficient, Dax)를 구하였다.
- 모멘트 분석을 위하여 GR model을 사용하였다. First moment는 평형상수(K)와 관계되며 식 (1)을 통해 계산된 용출 시간을 의미한다.
- cAMP의 모멘트 분석을 위하여 GR model을 사용하였고, 평형상수(K)는 first absolute moment를 통해 계산하였다. 분자확산계수(molecular diffusivity, Dm)는 WilkeChang 식을 통해 계산한 후, 축방향분산계수(axial dispersion coefficient, Dax)를 구하였다. 입자내부확산계수(intra particle diffusivity, De)는 van Deemter 식과 이론단수(theoretical plate number, N)를 비교하여 얻었다.
- 외부물질전달계수(kf)는 Wilson-Geankoplis 식으로 구했고, 그 값은 유량의 증가에 따라 감소하지만 이동상의 메탄올 부피분율이 커질수록 증가하다가 식에서 회합도 α와 점도 η값의 감소량이 커지면 그 값이 작아진다.
- 칼럼 내의 모멘트 분석은 1960년대부터 van Deemter 식과 Knox 식을 기반으로 수행되었다. Kinetic 현상들은 용출되는 피크의 위치와 관련이 있는 first absolute moment와, 피크의 너비 및 띠 넓힘 현상과 연관된 second central moment로 나눌 수 있다[5].
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