개념 한 쪽
산업위생관리기사 기기분석의 감도와 검출한계 — 얼마나 작은 것을 잡는가
기기분석 문항은 분석기기의 원리(원자흡광·원자발광·가스크로마토그래피)와 검출한계·정량한계, 시료 전처리와 표준가스 제조의 성질을 가른다.
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뜻
원자흡광광도계가 첫째 축이다. 광원은 분석 물질이 흡수할 수 있는 특정 파장의 빛을 방출해야 하며 빛을 반사하는 장치가 아니다. 불꽃 방식은 시료의 대부분이 배출되어 원자화 효율이 낮고 감도가 낮아 미량 분석이 어렵다. 흑연로 방식은 고감도여서 생물학적 시료의 미량 분석에 주로 쓴다.
원자발광이 둘째 축이다. 원자가 바닥 상태에서 에너지를 흡수해 들뜬 상태가 되었다가 낮은 에너지 상태로 돌아올 때 고유한 방출 스펙트럼을 낸다. 이 스펙트럼을 측정해 중금속을 분석하는 장비가 유도결합플라스마발광광도계(ICP-OES)다. 유도결합 플라스마 원자발광분석기는 분광학적 방해가 완전히 제거되지는 않는다.
가스크로마토그래피가 셋째 축이다. 고정상에 대한 흡착성의 차이로 성분마다 머무름시간이 달라져 분리된다. 유기용제 분석의 원리가 여기에 있다.
검출한계와 정량한계가 넷째 축이다. LOD는 검출한계, LOQ는 정량한계로, 분석 결과가 신뢰성을 가질 수 있는 최소량을 뜻한다.
전처리와 표준가스가 다섯째 축이다. PVC 막여과지는 흡습성이 거의 없지만 전기적인 전하로 입자를 반발해 채취효율이 떨어지므로 세제용액으로 처리해 전하를 제거한다. 이황화탄소는 불꽃이온화검출기에서 감도가 낮아 용매 피크가 작게 나타나 분석에 유리하다. 동적방법은 장치가 복잡하고 가스 소모가 많아 간단하고 경제적인 방법이 아니다.
예제
출제 패턴은 ① 원자흡광광도계 광원의 역할(분석 물질이 흡수하는 특정 파장 방출), ② 불꽃 방식의 특징(원자화 효율·감도가 흑연로보다 낮음), ③ 유도결합플라스마발광분석기의 특징과 거리가 먼 것(분광학적 방해 완전 제거), ④ 방출 스펙트럼을 재는 장비(ICP-OES), ⑤ LOD·LOQ의 구분, ⑥ GC의 분리 원리(고정상 흡착성 차이), ⑦ PVC 막여과지의 정전기와 세제 처리, ⑧ 이황화탄소의 FID 감도(용매 피크가 작음), ⑨ 동적방법의 단점(장치 복잡·가스 소모)이다. 「불꽃은 감도 낮음·흑연로는 고감도, LOD는 검출·LOQ는 정량」이 이 세트의 기준선이다.
자주 묻는 물음
- 불꽃 방식과 흑연로 방식은 어떻게 다른가요?
- 불꽃 방식은 시료의 대부분이 배출되어 원자화 효율이 낮고 감도가 낮아 미량 분석이 어렵습니다. 흑연로 방식은 고감도여서 생물학적 시료의 미량 분석에 주로 씁니다.
- LOD와 LOQ는 무엇인가요?
- LOD는 검출한계, LOQ는 정량한계입니다. LOQ는 분석 결과가 신뢰성을 가질 수 있는 최소량을 뜻합니다.
- 가스크로마토그래피는 어떤 원리로 성분을 분리하나요?
- 고정상에 대한 흡착성의 차이로 성분마다 머무름시간이 달라져 분리됩니다. 유기용제 분석이 이 원리를 씁니다.
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