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시료 전처리와 분석 준비

5. 시료 전처리와 분석 준비 [의약품분석학]

(1) 분리와 정제 전처리

① pH 조절 액-액 추출

pH 조절 액-액 추출은 목적 성분을 비이온형으로 만들어 유기용매층으로 옮기는 고전적 정제법이다.

약산성 약물은 pH를 pKa보다 두 단위 이상 낮추고 약염기성 약물은 그만큼 높여야 유기층 이행률이 상승한다.

역추출로 산성이나 염기성 수용액에 다시 옮기면 중성 방해물질을 효율적으로 제거할 수 있다.

② 고상추출과 단백질 침전

고상추출(SPE)은 컨디셔닝, 로딩, 세척, 용출의 순서로 진행하며 역상이나 이온교환 흡착제를 목적에 맞게 고른다.

세척 용매의 세기가 지나치면 목적 성분까지 빠져 회수율이 감소하므로 용매 강도 조절이 성패를 가른다.

단백질 침전은 아세토니트릴이나 메탄올 같은 유기용매 또는 과염소산 같은 산을 가해 단백질을 응집시키는 간편한 방법이다.

단백질 침전은 빠르지만 정제도가 낮아 매트릭스가 남기 쉬운 반면 고상추출은 정제도가 높고 농축도 가능하다.

(2) 검체 취급과 기본 조작

① 검체 채취와 생체시료 전처리

대표성 있는 검체 채취(sampling)는 로트 전체의 성질을 반영하도록 여러 지점에서 취해 혼합하는 것을 원칙으로 한다.

생체시료(혈장 · 전혈 · 뇨) 전처리에서 혈장은 항응고제를 넣고 원심분리로 얻으며, 전혈은 세포 성분을 포함하고 뇨는 희석 배수 변동이 크다.

동결-융해 안정성은 시료를 반복해 얼리고 녹였을 때 농도가 유지되는지 보는 항목으로 보통 세 번 반복해 평가한다.

② 기본 조작과 정용

여과는 미립자를 제거해 컬럼 막힘을 막고, 원심분리는 침전물과 상등액을 물리적으로 나눈다.

이동상 탈기는 용존 기체로 생기는 기포와 검출기 잡음을 줄여 기준선을 안정시킨다.

희석과 정용은 검체 농도 조정의 기본 조작이며 정용은 표선까지 맞추어 최종 부피를 확정하는 절차다.

(3) 정확도 확보 전략

① 내부표준물질과 매트릭스 효과

내부표준물질 첨가는 전처리 손실과 주입량 편차를 보정하려는 조작이며 목적 성분과 물성이 비슷한 물질을 고른다.

매트릭스 효과는 공존 성분이 이온화를 억제하거나 증강시켜 응답을 왜곡하는 현상으로 질량분석에서 특히 크게 나타난다.

매트릭스 효과 제거와 평가는 정제도 높은 전처리와 함께 순용매 표준과 매트릭스 첨가 표준의 응답 비교로 수행한다.

안정동위원소로 표지한 내부표준물질을 쓰면 억제와 증강이 함께 상쇄되어 정량 정확도가 상승한다.

② 유도체화

유도체화는 휘발성이나 검출감도가 부족한 성분을 분석에 적합한 형태로 바꾸는 조작이다.

실릴화는 수산기나 카복실기의 활성수소를 트리메틸실릴기로 치환해 기체크로마토그래피 적합성을 높인다.

아실화는 아민이나 수산기에 아실기를 도입해 안정성을 올리고, 형광표지는 형광단을 붙여 검출한계를 낮춘다.

③ 전처리법 비교표

방법정제도특징
단백질 침전낮음신속하나 매트릭스 잔존
액-액 추출중간pH 조절이 핵심
고상추출(SPE)높음농축과 정제 동시
유도체화해당 없음검출성 개선 목적

📌 실전 체크 포인트!

방향: 약산성 약물은 산성에서, 약염기성 약물은 염기성에서 비이온형이 늘어 유기층 추출이 증가한다.

순서: 고상추출(SPE)은 컨디셔닝, 로딩, 세척, 용출 순서를 뒤바꾸지 않는다.

감별: 단백질 침전은 신속하지만 정제도가 낮고, 고상추출은 정제도가 높아 매트릭스 효과 저감에 유리하다.

수치: 동결-융해 안정성은 통상 세 번의 반복 동결과 융해 조건에서 평가한다.

암기 대구: 유도체화는 실릴화로 휘발성, 아실화로 안정성, 형광표지로 감도를 각각 개선한다.

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