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범죄 수사에서 혈흔이나 혈액 관련 시료를 분석할 때 사용되는 가스크로마토그래피는 혼합물 속 여러 성분을 각각 분리해내는 방식인데요, 이때 작용 원리는 각 성분이 이동상과 정지상 사이에서 서로 다른 정도로 분배된다는 점에 의해 결론적으로 이동 속도가 달라진다는 점입니다. 이때 이동상은 시료를 운반하는 기체이며, 정지상은 컬럼 내부에 고정되어 있는 액체막 또는 고체 표면이라고 보시면 됩니다.
가스크로마토그래피에서는 시료를 먼저 가열하여 기화시킨 뒤, 헬륨, 질소, 수소 같은 비활성 기체를 컬럼 안으로 밀어 넣는데요 이 기체가 이동상 역할을 합니다. 컬럼 내부 벽에는 정지상이 얇게 코팅되어 있고, 혼합물 속 각 분자는 이동하는 기체 속에 머무는 시간과 정지상에 붙어 머무는 시간이 서로 다르기 때문에 분리가 일어나게 됩니다.
예를 들어 어떤 성분이 정지상과 상호작용이 약하다면 대부분 이동상 기체를 따라 빠르게 흘러가므로 컬럼 끝에 먼저 도달하지만, 정지상과 친화력이 강한 성분은 컬럼 벽면에 자주 흡착되거나 액체막에 녹아들어 잠시 머물렀다가 다시 떨어져 나오는 과정을 반복하므로 이동이 느려집니다. 이와 같은 친화력 차이는 주로 분자의 물리화학적 성질과 관련이 있는데요, 휘발성이 높은 분자는 쉽게 기체 상태로 존재하므로 빨리 이동하는 경향이 있습니다. 반면 끓는점이 높거나 분자량이 크면 느려질 수 있으며 정지상이 극성인지 비극성인지에 따라 극성 분자와의 상호작용이 달라집니다. 감사합니다.