1. LC 전용 디텍터 (비-MS)
| 디텍터 | 검출 원리 | 장점 | 한계 | 대표 응용 |
|---|---|---|---|---|
| UV-Vis / PDA(DAD) | 파장별 흡광도 측정(Beer–Lambert 법칙) | 가장 범용, 정량성 우수, 다파장 스캔(PDA)로 순도 확인 | 크로마토그램 베이스라인이 이동상 성분·온도에 민감 | 제약 원료·불순물, 식품·환경 규격 분석 |
| FLD(형광) | 자극 파장→시료 형광 방출(λ<sub>em</sub>) 측정 | 선택성·감도(ng L⁻¹) 우수 | 형광성 물질·유도체화 필요 | 다환방향족·페놀, 비타민, 약물 대사체 |
| RID(굴절율) | 이동상 대비 굴절율 차이 측정 | 모든 화합물 이론상 검출 가능 | 감도 낮음(μg mL⁻¹), 그라디언트 운용 불가 | 당류·지질·고분자 단순 정량 |
| ELSD(증발 광산란) | 이동상 증발 → 잔류 비휘발성 입자에 레이저 산란 | UV 비흡광·비이온성 물질 검출, 그라디언트 사용 가능 | 반정량(검량선 비선형), 휘발성·극성 이동상에 노이즈 | 지질, 계면활성제, 무기이온, 의약품 불순물 |
| CAD(Charged Aerosol) | 이동상 증발 후 입자 표면에 전하 부여 → 전류 검출 | ELSD보다 감도↑·재현성↑, 화합물 간 응답계수 균일 | 휘발성 화합물·고유량 유속에 제약 | 복합제·비타민, 의약품 함량균일성 |
| ECD(전기화학) | 전극에서 산화/환원 전류 측정 | 피코그램(pgc)-fgc 감도, 높은 선택성 | 전극 오염·시료 전처리(완충액, 탈기) 필요 | 카테콜아민, 비타민 C, 탄닌, 환경 NO₃⁻ |
2. GC 전용 디텍터 (비-MS)
| 디텍터 | 검출 원리 | 감도·동적 범위 | 선택성·주요 타깃 | 특징·비고 |
|---|---|---|---|---|
| FID(Flame Ionization) | H₂/air 불꽃 속 탄화수소 연소 → 이온 전류 | ~0.1 pg, 10⁷ | C–H 결합(유기물) 전용 | 가장 널리 쓰임, 구조 정보 없음 |
| TCD(Thermal Conductivity) | 시료 가스와 캐리어 가스 열전도도 차 | ~1 ng, 10⁵ | 비특이(모든 화합물) | 비파괴·양/음 검출, 감도 낮음 |
| ECD(Electron Capture) | ⁶³Ni β선과 전자포획 → 전류 감소 | ~10 fg(할로겐), 10⁵ | 할로겐·니트로·퍼옥시드 | 고감도 환경 POPs, 소스 수명 관리 필요 |
| NPD/TFD | 세륨·루비듐 알칼리 구슬에서 열이온화 → 이온 전류 | pg(질소)~fg(인) | N, P 포함 화합물 | 농약·약물, 구슬(비드는) 소모품 |
| FPD/PFPD | H₂/air 불꽃 + 광전관; S·P 원소 발광선 검출 | S: pg, 10⁴ | S·P 선택 | PFPD는 S/P 감도·선형범위↑ |
| PID(광이온ㆍVUV) | 진공 UV(10.6 eV) 광원으로 시료 이온화 | ~10 pg, 10⁵ | 이온화에너지 < 10.6 eV 유기화합물 | 실시간 VOC, 현장 모니터링 |
| SCD(황 화학발광) | 고온 산화 → SO* + O₃ → 광발광 측정 | fg, 10⁴ | 황 전용 | 배기가스·연료유 극미량 S 규제 |
3. MS 내부 이온 검출기
| 검출 방식 | 작동 원리 | 감도·동적 범위 | 특징·용도 |
|---|---|---|---|
| 전자증배관(Electron Multiplier, EM)* | 이온 → 1차 전극 충돌, 전자 폭주 ✔ | LC/GC-MS 표준, 10⁻¹⁸ A, 10⁶–10⁷ | 소형·고속, 수명(노이즈) 관리 필요 |
| Microchannel Plate (MCP) | 10 µm 미세채널 수만 개 병렬 EM | 펨토암페어, 10⁶ | 표면이미징(TOF), 초고속 ⩾ GHz |
| Faraday Cup | 이온 전하 직접 수집 → 전압 측정 | nA, 10⁴ | 절대량 측정, 내구성↑·감도↓ (동위원소비) |
| Orbitrap (이미지 전류)* | 이온 축전 → 진동 주파수 FFT | sub-ppm 정확도, 10⁵ | 고해상도 HRMS, 비접촉·비파괴 |
| Array Detector(채널트론+ADC) | 사중극자 로드 후 위치별 전류 측정 | 30,000 u 이상 동시 검출 | ICP-MS, 멀티컬렉터 동위원소 |
* 대부분의 QqQ·TOF·Ion-Trap·FT–ICR MS는 ‘Electron Multiplier’ 계열을, Orbitrap MS는 이미지 전류 검출을 기본 채택합니다.
4. 검출기 선택 팁 (요약)
탄화수소 계열 정량 → GC-FID (넓은 범위·정량선형성 탁월).
극미량 할로겐·다이옥신류 → GC-ECD 또는 GC-MS/MS.
비휘발·열에 약한 고분자 → LC-UV/PDA, LC-ELSD/CAD, 필요 시 LC-MS.
혈중·환경 극미량(ng L⁻¹ 이하) → LC-MS/MS (MRM) 또는 HRMS(Orbitrap).
황·인 선택 검출 → GC-FPD/PFPD·SCD, LC-UV (특정 파장) ×.
동위원소비·원소별 분석 → ICP-MS(Faraday+EM), Multi-Collector MS.
마무리 한마디
크로마토그래피에서 **“분리(컬럼)”+“검출(디텍터)”**는 짝을 이뤄야 최적 성능을 냅니다. 분석 목표(정량? 동정? 규제 농도?)와 샘플 특성(휘발성·분자량·매트릭스)을 먼저 정의하고,
범용·고선형성이 필요하면 FID/UV,
특이·극미량이면 선택성 디텍터(ECD·FPD·FLD)나 MS/MS,
구조 정보·고분해능이면 HRMS(Orbitrap/TOF)
를 조합하는 것이 실무에서의 정석입니다.
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과학