분취용 SFC에 대한 입문자 가이드

유동 경로 및 하드웨어

현대적인 분취용 SFC 기기의 발전으로, 분취용 SFC와 관련된 많은 장애물을 극복할 수 있게 되었습니다. 그림 7은 분취용 SFC 기기의 일반적인 유동 경로를 보여줍니다. SFC는 HPLC와 동일한 기본 유동 경로를 사용하며, 여기에는 바이너리 펌핑 및 분석법 제어, 주입을 통한 유동 경로의 샘플 도입, 컬럼 기반 분리, 피크 검출 및 분획 분취가 포함됩니다. SFC에는 주로 CO₂의 압축성과 팽창성을 처리하기 위해 필요한 추가적인 기술이 적용됩니다. 여기에는 열 교환기(HE), 역압 조정기(BPR), 기체 액체 분리기(GLS) 및 고압 스테인리스 스틸 튜브의 보편적인 사용법이 포함됩니다.

각 구성에 대한 고려 사항

펌핑: LC에서와 같이, 바이너리 펌핑 시스템은 항상 CO₂ 용매인 “A” 용매와 일반적으로 메탄올과 같은 극성 유기 용매인 “B” 용매를 전달하기 위해 사용됩니다. 시스템의 규모에 따라 CO₂는 두 가지 방식으로 전달되며, 이는 분석 스케일에서 일반적인 부피(부피 유량) 또는 분취용 스케일에서 흔히 수행되는 질량(질량 유량)을 기준으로 합니다. CO₂는 압축성이 있기 때문에 밀도의 차이로 인해 동일한 부피가 반드시 동일한 질량과 같지는 않습니다. 환경적 조건에 관계없이 두 가지 전달법 모두 유속이 재현성이 있는 한 가치가 있습니다. 대부분의 경우 CO₂는 펌프에 들어오기 전이나 펌프 헤드 내에서 냉각된 다음 액체로 펌핑되어 이동상 밀도의 차이를 줄입니다. 또한 모든 seal, 체크 밸브, 튜브, 피팅은 누출 없이 고압 압축성 유체를 처리할 수 있어야 합니다. CO₂는 모든 개구부에서 쉽게 팽창되기 때문에 작은 누출이라도 시스템 성능 및 크로마토그래피에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 튜브 누출, seal 또는 체크 밸브로 인한 CO₂의 좋지 않은 펌핑으로 인해 머무름 시간과 선택성이 변화될 수 있을 뿐만 아니라 압력(밀도) 제어 및 베이스라인 노이즈 또한 저하될 수 있습니다.

주입: 일반적으로 사용되는 주입 모드에는 혼합 스트림과 변형제 스트림의 두 가지 모드가 있으며, 이는 "SFC의 주입 전략" 섹션에서 자세히 설명할 것입니다. 혼합 스트림 SFC 주입 방식에는 샘플을 로드하기 전에 루프에서 CO₂를 배출하는 데 사용되는 감압 단계가 포함됩니다. 감압은 또한 안전 예방책으로 혼합 스트림과 변형제 스트림 주입을 모두 수행하는 시스템에서 때때로 사용됩니다. 일반적으로, 이 작업은 보조 "배출" 밸브를 통해 수행됩니다. 이 설정의 한 가지 단점은 주입 중에 시스템에 추가되는 엑스트라 컬럼 볼륨으로 인해 피크 넓어짐 현상이 발생하고 분리능이 저하될 수 있다는 것입니다. 작은 내경의 튜브를 사용하여 부피를 최소로 유지함으로써 피크 넓어짐 현상을 감소시킬 수 있습니다.

컬럼 오븐 및 히팅: SFC에서 압력과 온도는 이동상 밀도에 영향을 미치기 때문에 이는 분리 과정에 영향을 미치는 분석법의 변수가 됩니다. 따라서, 이동상과 컬럼의 적절한 가열 과정과 온도 제어 과정이 요구됩니다. 온도를 적절하게 제어하지 않으면 컬럼에서 발생하는 온도 그래디언트가 피크 모양과 분리능에 악영향을 미칠 수 있습니다. 많은 SFC 시스템에서 이 기능은 컬럼을 오븐에서 가열하거나 이동상을 예열하는 방법 또는 두 가지 방법 모두를 통해 수행됩니다.

SFC에서는 올바른 컬럼 케미스트리(키랄과 아키랄 모두)를 식별하는 것이 중요합니다. 따라서 SFC 응용 분야에서는 컬럼 선별 검사가 요구됩니다. 많은 SFC 시스템에는 여러 컬럼 중에서 선택할 수 있도록 오븐에 포함된 일부 유형의 스위칭 밸브가 장착되어 있습니다. 이는 여러 컬럼 케미스트리를 필요로 할 수 있는 다양한 샘플과 표적을 정제하는 응용 분야에서 특히 중요합니다.

검출기: UV/Vis, PDA, MS, ELS와 같은 정제 과정에 사용되는 모든 전형적인 검출 기술은 SFC와 호환되며, 단일 시스템 내에서 여러 검출기를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 UV/Vis 및 PDA 검출기는 비파괴적 검출기이며, 일차적 검출에 사용되기 때문에 주요 유동 경로에 사용됩니다. 이러한 검출기의 플로우 셀은 SFC에 사용되는 압력에 대해 적절한 속도가 요구됩니다. MS 및 ELS와 같은 파괴적 검출기의 배관에는 분할 비율을 상대적으로 제어하고 검출 신호를 향상하기 위해 용매를 컨디셔닝하는 분할기 기술이 적용됩니다. 여러 검출기 신호(또는 채널)가 기록되거나 분획 트리거에 사용될 수 있으므로, 분석용 및 분취용 SFC에 대한 기술의 응용 분야 범위가 확장될 수 있습니다. SFC의 이러한 검출기 사용에 대한 내용은 본 챕터의 "SFC의 광학 검출 및 MS 검출" 섹션에 보다 자세히 설명되어 있습니다.

역압 조정기(BPR): 컬럼을 따라 이동상의 밀도를 조절하는 것은 모든 화합물의 용해도와 머무름 요소가 유체 밀도와 밀접한 관련이 있기 때문에, SFC 기기 설계에서 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 밀도 제어는 주로 시스템 내의 압력 제어를 통해 이루어집니다. 역압 조정기는 시스템의 포스트 컬럼 압력(역압)을 분석법 내에 지정된 압력으로 제어하도록 설계된 자동화 장치입니다. 적절하고 반복 가능한 크로마토그래피를 획득하기 위해서는, 그래디언트 조건과 실행 간(run-to-run)에도 (설정 지점에서) 포스트 컬럼 압력이 일정하게 유지되어야 합니다. 

CO₂는 74bar(~1073psi) 이상, 31°C 이상에서 초임계 상태로 간주되지만, 해당 영역의 온도나 압력의 작은 변화가 밀도의 큰 변화를 초래할 수 있으므로 일반적으로 임계점에 가까운 조건에서 수행하는 것은 권장되지 않습니다. 결과적으로, 해당 영역에서 개발된 분석법은 머무름 및 분리능 측면에서 견고성이 감소할 것입니다. 또한, 보조 용매(co-solvent)를 사용하는 경우 상 분리는 저압 조건에서 베이스라인 노이즈를 발생시킬 가능성이 더욱 높습니다. 따라서 대부분의 SFC 분석법은 일반적으로 100bar(1450psi)보다 큰 높은 압력 설정점을 사용합니다.

분취 트리거: 분취용 SFC에서는 임계값, 시간, 기울기 분취 모드(표 3에 정의)를 사용하여 다중 채널 및 검출기에서 분취를 트리거할 수 있습니다. 부울 논리(Boolean logic)는 보다 섬세한 분취에 사용되며 분취를 수행하기 전, 두 가지 이상의 조건을 충족해야 합니다. 분취 조건은 임계값, 시간과 같은 모드의 조합 또는 UV 임계값 및 질량 확인과 같은 검출기 신호의 조합을 포함할 수 있습니다.

표 3. 분취용 SFC에 사용되는 분취 모드의 정의.

분취 타이밍 지연 또한 중요하며 표적 화합물의 우수한 회수율을 위해 검출기와 분취 시스템 간의 적절한 지연 과정이 결정되어야 합니다. 분취용 HPLC에서와 마찬가지로, 이러한 지연은 유속에 따라 달라집니다. 그러나 SFC에서 분취 타이밍의 변화는 이동상 조성 및 압력의 변화를 동반합니다. CO₂ 팽창을 완화하기 위한 보충 용매 및 기타 기술을 사용하면 설정된 유속으로 다양한 조건에서 타이밍을 보다 적절히 제어할 수 있습니다.

SFC의 주입 전략

현재 SFC 응용 분야의 샘플 주입에는 혼합 스트림과 변형제 스트림이라는 두 가지 접근 방식이 있습니다. 혼합 스트림 주입에서는 전체 이동상(CO₂ 및 보조 용매(co-solvent))이 루프를 쓸어내고 샘플을 컬럼으로 이동시킵니다. 혼합 스트림 주입의 일반적인 문제는 강한 희석 효과로 인한 피크 왜곡과 머무름 시간의 변화입니다. 표준 방식은 극성 변형제(보조 용매(co-solvent))에 샘플을 용해시키는 것입니다. 메탄올과 같은 강한 용매를 사용하면 일부 분석물이 고정상에서 흡수되지 않아 피크 돌파(peak breakthrough) 현상이나 왜곡 현상이 발생하게 됩니다. 머무름 시간이 낮은 피크의 경우, 영향력이 더 크고 왜곡 현상이 더욱 강해집니다. 극성 용매의 슬러그는 주입 부피가 증가할수록 이동상의 국부적인 악영향을 유발하여 피크가 더욱 왜곡되고 분리능 또한 감소합니다. 또한 이 주입 전략에는 감압 과정이 필요하며, 주입 로딩 및 반복성에 영향을 미칠 수 있습니다. 혼합 스트림 주입을 통해 CO₂와 유사한 극성을 가진 희석액(예: 헥산, 헵탄 또는 기타 무극성 용매)이 피크 모양을 개선시키는 것으로 나타났습니다(그림 8).

두 번째 주입 전략은 CO₂와 혼합하기 전에 샘플을 이동상(보조 용매(co-solvent))의 유기적 부분에 주입하는 변형제 스트림 주입입니다. 이는 LC 정제에서 사용되는 at-column 희석 방식과 유사합니다. 전반적인 이동상의 강도에 영향을 주지 않고 샘플을 도입하며, 주입 및 수행 시 프로그램화된 용매 비율을 유지함으로써 희석 효과를 완화하기 위한 것입니다. 이 경우 희석액은 분리에 사용되는 보조 용매(co-solvent)와 일치해야 하지만 다른 희석액을 사용할 수도 있습니다. 변형제 스트림 주입은 향상된 피크 모양과 분리능을 제공하여 보다 큰 주입 부피와 보다 높은 로딩을 허용합니다(그림 9).

낮은 보조 용매(co-solvent) 비율로 변형제 스트림 주입 기술을 사용할 경우 보조 용매(co-solvent) 펌프의 유속이 낮아 컬럼 헤드에 샘플을 적용하는 시간이 길어집니다. 높은 확산성 이동상으로 인해 증가된 주입 시간으로 혼합 스트림 주입 시에 비해 넓은 피크를 생성할 수 있습니다. 그러나 낮은 보조 용매(co-solvent) 비율에서 높은 부피의 혼합 스트림 주입 기술과 비교할 때 피크 모양은 지속적으로 향상됩니다. 혼합 스트림이 샘플을 컬럼으로 더 빨리 전환하더라도 해당 조건에서 이러한 악영향은 모든 장점을 압도합니다. 보조 용매(co-solvent) 비율이 증가할수록 주입 기술 선택의 중요성은 낮아지지만, 낮은 보조 용매(co-solvent) 비율에서는 변형제 스트림이 훨씬 더 우수하다는 것을 알 수 있습니다.

PDA 검출 및 UV/Vis 검출

SFC 광학 검출에 관해 SFC에 특정한 고려 사항이 있습니다. 이동상 밀도의 변화 및 CO₂와 보조 용매(co-solvent) 간의 굴절률 차이는 UV/Vis와 PDA 검출기에서 바탕선 표류와 노이즈를 생성합니다. 이러한 효과는 특히 그래디언트 조건에서 두드러집니다. PDA 검출기에서 베이스라인 노이즈를 줄이고 감도를 높이는 단일 파장 채널과 파장 보상성을 이용하여 베이스라인을 조정할 수 있습니다(그림 10). UV/Vis 검출기에서 단일 파장을 설정하면 베이스라인 노이즈와 표류의 명확성이 감소합니다.

하드웨어 관점에서 특정 플로우 셀은 SFC 응용 분야의 고압을 감당할 수 있도록 설계되었으며 Waters 2998 PDA 및 2489 UV/Vis 검출기에 사용할 수 있습니다. SFC 응용 분야에서 탁월한 검출을 위해 경로 길이, 기하학적 모양 및 셀 재료를 포함한 플로우 셀의 설계 특성이 연구되었습니다.

MS 검출

SFC의 큰 장점 중 하나는 순상 선택성과 MS 호환성을 결합할 수 있다는 것입니다. SFC의 CO₂는 헥산이나 헵탄과 같은 비호환성 용매를 대체할 뿐만 아니라 기체 팽창을 통해 MS 소스 내의 분무화와 입자 형성을 돕게 됩니다. SFC는 광범위한 MS 기기에서 ESI, APCI, 이중 모드 획득 방식과 호환됩니다. Waters ACQUITY QDa 검출기는 사용이 간편하기 때문에 분취용 SFC에서 특히 유용합니다. 그러나 낮은 보조 용매(co-solvent) 비율에서는 탁월한 신호 검출에 충분한 이온이 존재하지 않는 경우가 많습니다. 이로 인해 MS에서 신호를 활성화하기 위해 분할된 부분에 컨디셔닝 용매(또는 보충 용매)가 일반적으로 추가됩니다. 일반적인 컨디셔닝 용매에는 메탄올, 물 및 첨가물(흔히 ammonium hydroxide 또는 포름산)의 혼합물이 포함됩니다. 여러 가지 컨디셔닝 용매 혼합물이 사용자의 선호도, MS 기기의 종류, 응용 분야의 스케일에 따라 여러 유속 범위에서 사용됩니다. 컨디셔닝 용매를 사용 및 사용하지 않은 Waters ACQUITY QDa 검출기의 MS-ESI 검출에 대한 예시를 그림 11에서 확인할 수 있습니다.

ELS 검출

SFC는 ELS 검출기와도 호환됩니다. MS와 마찬가지로 분할을 사용하고, 신호 향상을 위해 보충 용매를 첨가하게 됩니다. SFC 이동상은 휘발성이 매우 높기 때문에 샘플을 운반하고 ELS 검출기에서 더 나은 신호를 얻기 위해 추가적인 용매를 필요로 합니다. 작동 시 ELSD는 LC와 마찬가지로 SFC에 대해서도 유사하게 제어됩니다.

분취용 SFC에서의 수집: CO₂ 팽창성 고려 사항

팽창성이 있는 이동상의 특성은 분취용 SFC에서 분취 제어를 고려할 때 중요합니다. 임계점인 31°C 및 74bar에서 대기압 조건(1bar 및 15°C)에 대한 순수한 CO₂의 부피 팽창성은 약 250배입니다.

분취용 SFC 시스템에서는 고압의 CO₂가 역압 조정기(BPR)에서 배출됩니다. 이러한 부피 팽창은 기존 CO₂의 압력이 증가함에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 일반적인 SFC 이동상과 같이 바이너리 시스템에서 CO₂ 분획이 감소하고 유기 부분이 증가함에 따라 팽창성은 감소하게 됩니다. 팽창 현상이 발생하면 용매력 부족과 Joule-Thomson(줄-톰슨) 냉각 현상에 의해 이동상의 용출 능력이 감소합니다. 냉각 현상은 또한 튜브를 차단할 수 있는 드라이아이스 형성을 유발할 수 있습니다. 팽창 제어가 부족할 경우 분취 유속의 피크 왜곡 현상이 발생하여 분획 순도가 감소할 수 있습니다. 또한 표적 화합물이 폐기물로 이동되거나 분취 지점에서 기화를 통해 손실되기 때문에 회수율의 손실을 초래할 수 있습니다.

분획을 성공적으로 분취할 수 있도록 CO₂ 팽창 현상과 그 효과를 제어하기 위해 SFC 기기에 사용되는 여러 가지 전략이 있습니다. 첫째, 냉각 현상 및 관련 문제를 완화하기 위해 이동상은 역압 조정기(BPR) 직후의 초기 팽창 지점에서 가열됩니다. 둘째, 많은 경우 유기 보충 용매를 첨가하는데, 이는 화합물을 용액 내에 유지할 뿐만 아니라 CO₂의 부피 분획을 낮춰 팽창 현상을 제어하는 데 도움이 됩니다. 팽창 현상을 보다 적절하게 제어하고, 사후 BPR 피크 모양과 회수율을 향상시킵니다. 마지막으로, CO₂를 배출하거나 제거합니다. 일반적으로 이러한 목적을 위해 고압 사이클론 또는 기체 액체 분리기(GLS)와 같은 일종의 상 분리 장치가 사용됩니다(그림 12).

고압 사이클론은 이동상의 무거운 부분(액체)을 사이클론의 외부와 바닥으로 밀어내면서 CO₂ 기체가 중앙과 상단으로 빠져나갈 수 있게 합니다. 고압 사이클론은 CO₂의 용매력이 분취 밸브를 통해 유지되고, 사이클론에서 상 분리가 일어나기 때문에 보충 용매를 필요로 하지 않는다는 이점을 제공합니다(심지어 더 낮은 보조 용매(co-solvent) 비율에서도). 그러나 몇 가지 단점도 있습니다. 고압 분취 시스템은 스테인리스 스틸과 같은 고압 재료를 필요로 하며, 분획을 회수하는 것과 관련된 분무 현상 및 팽창 현상으로 인해 안전상의 위험이 증가하게 됩니다. 이러한 시스템은 또한 "클로즈 베드" 형식으로 분취할 수 있는 제한된 위치로 사용자를 제한합니다. 기체 액체 분리기(GLS)는 많은 장점을 가진 대안적인 저압 옵션입니다. 저압 시스템에는 낮은 압력에 맞는 재료를 사용할 수 있으며 안전상의 위험이 크게 감소합니다. 그리고 일반적으로 분취를 위해 추가적인 용매가 필요하지만, 저압 조건에서 CO₂를 더 완전히 제거할 경우 오픈 베드 분취가 현실화되므로 분취 가능한 분획의 수가 상당히 증가하고 기술의 적용 가능성이 확대될 수 있습니다.

다양한 선택성 및 응용 가능성

분취용 SFC는 정제 프로세스에 대한 선택성을 예외적으로 증가시킵니다. SFC는 일반적으로 순상 분리를 사용하지만, 이 기술은 기존의 일부 RPLC 컬럼과 용매를 사용할 수 있기 때문에 매우 유연하여, 화합물 호환성의 범위를 확장시킵니다. 단일 플랫폼 내에서 직교 분리를 제공하여 전체 정제 프로세스를 효율화하기 때문에 이러한 광범위한 선택성을 포괄할 수 있는 기능은 분명한 SFC의 장점입니다.

SFC 호환성: 용해도

SFC는 기본 수준의 순상 크로마토그래피 분리 모드에서 작동합니다. 일반적인 수행 조건에서 이동상의 대부분은 극성 유기 용매의 작은 분획을 포함하는 비극성 CO₂이며, 분리는 넓은 범위를 지닌 작용기의 비교적 극성인 고정상을 포함하는 작은 입자 충전 컬럼에서 발생하게 됩니다. 낮은 이동상 점도와 작은 입자 컬럼으로 인해, SFC는 주로 저분자 응용 분야에 사용됩니다. 그러나 SFC를 사용하여 수행되는 고분자량의 응용 분야 범위는 지속적으로 확대되고 있습니다. 그렇지 않은 경우, SFC의 화합물 후보는 대부분 용해도에 의존적입니다. SFC는 매우 광범위한 용해도를 지원합니다. 사실, 일반적으로 유기 용매에 용해될 수 있는 샘플은 모두 SFC의 후보입니다. 많은 샘플 전처리 기술은 샘플을 유기 용매에 용해시켜 분취용 SFC 기기에 직접 주입할 수 있게 하기 때문에 매우 유용합니다.

유기 용매에서 화합물의 용해도에 관한 유용한 정보 중 하나는 일반적으로 LogP라는 분배 계수에 관한 것입니다. 일반적으로, LogP는 화합물의 친유성 또는 소수성의 척도입니다. 특히, 이는 평형 상태에서 두 가지의 불순물 용매(보통 물과 1-옥탄올)의 혼합물에 대한 두 가지 상에서 화합물의 농도 비율입니다. CO₂는 무극성 용매이기 때문에, LogP 값은 화합물이 SFC 조건에서 어떻게 동작하는지를 보여주는 좋은 지표가 됩니다. 낮은 LogP 값은 높은 극성을 나타내며, 그 결과는 CO₂에 대한 용해도가 낮고 극성 컬럼 케미스트리에 대한 친화성이 높다는 것을 나타내며, 높은 LogP 값은 낮은 극성을 나타내며, 그 결과는 CO₂에 대한 용해도가 높고 컬럼에 대한 친화성이 낮다는 것을 나타냅니다. 이동상이 극성이며 고정상이 무극성인 RPLC에서는 그 반대가 됩니다.

분석(UPC²) 응용 분야에서 로딩이 낮고 농도가 낮은 샘플은 LogP 값이 -2와 9 사이인 화합물을 수용할 수 있습니다. 그러나 분취용 SFC에서는 높은 로딩 조건에서 CO₂에 도입될 경우 화합물이 용액 내에 머무르는 것이 중요합니다. 분취용 농도와 양에서 극성 또는 친수성 화합물을 포함하는 샘플은 시스템에 주입하기 전에 용해도를 테스트해야 합니다. 이는 일반적으로 적절한 유기 용매에 샘플을 용해시킨 후 소량의 헥산 또는 헵탄을 도입함으로써 수행됩니다. 샘플이 용액 밖으로 침전되는 경우 일반적으로 분취용 SFC에 적합하지 않은 것으로 간주됩니다.

분취용 SFC의 한 가지 단점은 극성이 높은 화합물에 대한 용해도가 낮다는 것입니다. 그러나 이동상의 유기 부분에 소량의 물(첨가물로써, 보통 5% v:v 미만)을 첨가하면 SFC는 훨씬 더 넓은 범위의 샘플 극성을 위해 사용될 수 있습니다. 물은 친수성 화합물의 용해도를 증가시켜, 이러한 화합물의 분리 및 정제를 가능하게 합니다. 따라서 SFC 응용 범위는 펩타이드, 단백질, 핵염기 및 기타 친수성 분석물의 연구로 확장될 수 있습니다. 이 기술은 극성 응용 분야에 도움이 되는 것으로 입증되었지만, 시스템 Outlet의 샘플 침전이나 얼음 형성을 피하기 위해서는 분취용 SFC에 신중하게 접근해야 합니다.

SFC 응용 가능성: 보조 용매(co-solvent)

보조 용매(co-solvent) 선택은 크로마토그래피 분석법 개발 및 최적화를 위한 SFC의 핵심적인 변수입니다. 순상 및 역상 액체 크로마토그래피에서는 용매 혼화성이 제한적입니다. 순상의 지방족 탄화수소와 역상의 물은 이러한 분리에 사용될 수 있는 용매의 극성 범위를 제한합니다. SFC에서 초임계 CO₂를 메탄올에서 헵탄에 이르는 역상 및 순상 유기 용매와 혼합하면 분리 개발을 위한 용매 선택성이 넓어집니다. 이러한 광범위한 선택성은 SFC 호환성 응용 분야의 범위를 크게 넓여줍니다.

SFC 응용 가능성: 컬럼

역상 크로마토그래피에서 대부분의 분리는 제한된 수의 고정상(일반적으로 C₁₈ 또는 유사한 소수성 컬럼)에서 수행됩니다. 역상(무극성)과 순상(극성) 범위를 모두 포함하는 다양한 키랄 및 아키랄 컬럼 케미스트리가 SFC에 적용될 수 있습니다. 염기성, 중성 및 산성 화합물이 대부분의 컬럼에 잘 용리되어 광범위한 화학적 기능에 대한 분취용 SFC의 적합성을 보여줍니다. 다양한 컬럼을 사용하는 것은 단점이 될 수 있지만, 특정 화합물을 정제하기 위해 선택성을 향상시킬 수 있는 기회이기도 합니다. 현대적인 분취용 SFC 고정상은 키랄 및 아키랄 정제를 위한 SFC의 사용을 늘릴 수 있는 추가적인 가능성을 제공합니다. 특히, Waters Viridis 및 Torus 컬럼은 SFC 용도에 맞게 특별히 설계되어 안정성, 광범위한 선택성 및 더 나은 피크 모양을 제공함으로서 첨가물의 필요성을 줄여줍니다. 표 4는 분취용 SFC의 응용 가능성 범위를 확인할 수 있는 Waters 컬럼 목록을 보여줍니다. 컬럼 선택은 분석법 개발 및 최적화의 핵심적인 변수입니다.

키랄 분리

SFC는 키랄 화합물 분리를 위한 최고의 크로마토그래피 솔루션으로, 순상 HPLC와 같은 여러 크로마토그래피 기술에 비해 분리 효율성과 속도가 상당히 우수합니다. 키랄 분리는 일반적으로 순상 HPLC를 사용하여 수행됩니다. SFC에서는 이러한 분리의 분리능을 높이고 용매 소비를 줄이는 동시에 훨씬 더 짧은 시간에 수행할 수 있습니다.

따라서 키랄 컬럼은 키랄 응용 분야뿐 아니라 부분입체 이성질체, 대사물, 위치 이성질체 및 기타 구조적으로 관련된 화합물의 분리에도 폭넓게 사용됩니다. Cellulose 기반의 상과 Amylose 기반의 상은 가장 많이 사용되는 동시에, 여러 키랄 고정상도 호환 가능합니다. 이는 용매 소비량 감소로 인한 높은 순도 분획, 높은 효율성, 비용 절감과 같이 화합물 정제 과정에서 장점을 가집니다. 그림 13은 순상 HPLC와 SFC를 모두 사용한 permethrin의 거울상 이성질체와 부분입체 이성질체에 대한 키랄 분리를 보여줍니다.

HPLC를 사용하여 4개의 피크를 모두 해석할 수는 없었지만, SFC를 통해 더욱 짧은 컬럼을 사용해 시간을 절약할 수 있었습니다.