[제약QC 분석기기] FT-IR (푸리에 변환 적외선 분광법) 시료 전처리 및 샘플 측정 방법, 스펙트럼표

FT-IR 샘플 측정 방법 및 시료 전처리 방법, 스펙트럼표

FT-IR-시료-전처리-측정법-스펙트럼표

글을 읽기 전 1탄, 2탄에서 설명한 기본 이론을 이해하고 오면
더 이해가 쉽습니다.

[제약 QC 분석기기] FT-IR(푸리에 변환 적외선 분광법) 원리, 기본 교육

[제약 QC 분석기기] FT-IR(푸리에 변환 적외선 분광법) 적외선, 분자운동, 분석 예시 - 2탄

샘플 전처리 및 측정 방법

분석 전 샘플 전처리 및 측정 방법은 투과 IR과 감쇠 전 반사(ATR) 두 가지가 있다.
두 가지의 간단한 특징을 비교해 보면 아래와 같다.
 
감쇠 전반사(ATR)은 액체나 고체 등을 샘플 전처리 없이 적외선 분광계 측정부에 넣어서 측정하는 방법이다. 샘플 전처리 또는 희석 없이 스펙트럼을 측정할 수 있어 시료 호환성이 좋다. 그리고 사용 편리성, 적용 가능성, 비파괴적, 감도, 빠른 분석 등이 장점이고 단점으로는 제한된 침투 깊이, 고정 경로 길이, 압력 의존성 등이 있다.
 
 
투과 IR은 샘플의 전처리 과정을 거친 후 분석해야 하는 방법으로 샘플에 압력을 가해 투명한 셀로 만들거나 페이스트법, 액막법의 셀에 액체 등의 검체를 넣어 측정하는 방법이다. 스펙트럼의 강도는 적외선 빛이 투명한 샘플을 가로질러야 하는 투과 기술이라 반사 횟수, 소멸파의 샘플 내 침투 깊이, 샘플의 분자 수 및 각 흡수율에 따라 달라진다.
 
 

IR스펙트럼 분석

 
지난 포스팅에서도 설명했지만 wave number에 따라 피크(peak)가 생기는 것을 볼 수 있는데, 투과율(transmittance)이 감소하는 이유는 작용기가 적외선을 흡수하기 때문이다.
wave number(파수)가 큰 쪽에서 피크(peak)가 생기면 에너지를 많이 받아야 진동하는 작용기가 존재하는 것이므로, 파수가 큰 쪽에서는 stretching vibration의 작용기가 주로 생기고, 작은 쪽에서는 bending vibration이 주로 생긴다.
 
 

IR Spectrum 표 및 차트

IR 스펙트럼 표는 IR 분광학의 파수 범위, 진동의 작용기에 대한 흡수가 나열되어 있다.
 

파수 범위에 따른 IR 스펙트럼 표

파수를 이미 알고 있는 경우 사용
차트 첫 번째 열(Frequency)에서 파수 범위와 바로 옆에 열(Functional Group)에서 작용기 해당하는 값을 찾아 확인하다.

파수-범위에-따른-IR스펙스트럼표

 

파수를 모르는 경우에는 화합물별 IR표를 확인

미지-파수-IR스펙트럼표

 
아래 한눈에 보기 쉽게 표시되어 있는 표도 있으니 참고.

파수별-작용기-확인-표

 
 

FT-IR스펙트럼 해석 예시

위 설명한 내용을 바탕으로 아래 물질을 실제 측정한 스펙트럼을 해석해보자. 3100-2800nm^-1, 1650-1450nm^-1, 1000-900nm^-1 에서 측정된 스펙트럼을 보고 위에 설명한 스펙트럼표로 어떤 물질이 포함되어 있는지 확인 가능하다.

이처럼 FT-IR을 통해 해당  peak 지점이 어떤 결합을 나타내는지 확인이 가능하다. FT-IR은 분자 간의 결합을 확인할 수 있지만 분자량이나 해당 분자 구조를 정확하게 파악하기는 어렵다.
 
 

제약회사에서의 IR 활용

제약회사 품질관리팀에서는 대부분 IR로 확인시험을 진행하기 때문에 표준품과 확인하고자 하는 검체의 스펙트럼이 일치한 지 확인하는 분석을 진행한다. 그리고 함량시험을 진행하는 경우도 있는데 이는 FT-IR 분석을 통해 정성분석과 정량분석이 가능하기 때문에 가능하다.
 

이제 FT-IR의 원리, 이론을 바탕으로 시료를 전처리하여 시험하고 결과를 해석하는 방법을 3탄에 거쳐 설명드렸어요. 다음에도 계속해서 분석기기, 가이드라인, GMP 관련 내용 소개드리도록 할게요.