DECADE Elite는 기본적으로 전류법(Amperometry)에 기반한 검출이 이뤄집니다.

Amperometric Method                            

전류법이란, 분석물의 산화-환원 반응을 이용한 분석 방법으로써 전극 표면에 전위를 형성하여 전극 표면의 전류에 의해 분석물이 산화-환원 반응을 거치게됩니다. 이러한 산화 환원 반응은 곧 전자의 이동을 의미하며 이러한 전자의 이동은 곧 전류의 흐름(변화)으로 나타납니다. 즉, 분석물의 산화 환원 반응에 의한 전류 변화를 검출하는 것을 전류법이라고 합니다.

전기 화학 검출기를 사용하는 대표적인 분야는 당 및 탄수화물 분석입니다.

Carbohydrate 및 Sugar 분자 구조 특성상 많은 -OH 작용기를 가지고 있기 때문에 Polyol이라고도 불리는데, 이러한 -OH 작용기는 높은 pH 용액 내에서 음이온을 띄는데, 이를 Oxyanion이라고 합니다.

이렇게 형성된 Oxyanion은 특정 전류 조건 하에서 많은 전자를 내놓는 산화-환원 반응이 가능합니다.

많은 전자를 방출하는 것은 많은 전자가 이동한다는 것을 의미하고, 이러한 전자의 이동은 전류의 변화를 일으키기 때문에 이를 검출하면 매우 높은 감도로 당, 탄수화물 등의 산화-환원 분자를 검출할 수 있습니다.

전기화학 검출기 DECADE Elite는 산화-환원 반응을 이용하기 때문에 높은 선택성을 가집니다. 또한 이동상의 그래디언트 분리를 가능케 하여 매우 광범위한 분리를 가능케 합니다.

즉 전류법에 기반한 전기화학 검출기 DECADE Elite는  C18 아미노기 혹은 리간드 교환 방식과 굴절률 검출법을 사용하는 고전적인 탄수화물 및 당 분석법에 비해 매우 뛰어난 선택성과 분리도 및 검출 감도를 제공할 수 있습니다.

전류법을 통한 분석을 위해선 다양한 전극 재질이 필요한데, 이는 분석 대상 종류 별로 최적화된 전극 재질이 다르기 때문입니다.
대표적으로 탄수화물 및 당류 분석은 금 재질이 사용됩니다.

Antec Scientific의 FlexCell 플로우 셀은 사용자가 간편하게 10분 이내로 전극 재질을 교체할 수 있는 구조인데 이를 통해 매우 뛰어난 유연성과 경제성을 사용자에게 제공할 수 있습니다. 일반적으로 전극 자체를 교체해야 하는 타사와는 다르게 전극 디스크만을 교체할 수 있어 이를 통해 불필요한 비용 소모를 줄일 수 있습니다.

2. 펄스 전류 측정법                            

 펄스 전류 측정법 혹은 PAD(Pulsed Amperometric Detection)은 다양한 전류법 형태 중 하나입니다.

고전적인 전류법 검출은 직류(DC)를 사용했는데, 이러한 검출법의 문제는 사용자가 직접 혹은 메 분석마다 자동화된 세척 과정이 필요합니다. 전극 표면에서 산화-환원 반응이 진행된 분석물은 완벽하게 떨어져나오지 않습니다. 일부 분석물들이 전극 표면에 달라붙거나 잔류하는데, 이렇게 형성된 불순물들은 감도와 베이스라인에 모두 영향을 주는 문제가 발생합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 고전적으로는 높은 전류를 지속적으로 가해서 강제로 전극을 세척했는데, 이러한 방법은 다시금 긴 안정화 시간과 너무 빠른 전극 소모라는 큰 단점이 존재했습니다.

하지만 이러한 단점을 극복한 방법이 바로 펄스 전류법인데, 실시간으로 1초에 2-3 회의 펄스 전류를 가해 분리 - 검출 - 세척을 동시에 진행하는 전류법입니다.

위 그래프와 같이 3단 혹은 4단 전류를 주기적으로 발생시키는 것은 3단 혹은 4단 펄스 전류법이라고 하는데, 짧은 시간 동안 전류 펄스를 가해 전극에 잔류하는 분석물을 밀어내 실시간으로 세척할 수 있는 방법입니다.

이 방법은 매우 뛰어난 분석 완건성과 전극 수명을 가능케 하여 20년이 넘는 시간 동안 탄수화물 및 당 분석을 위한 전류법 표준으로 사용돼 왔습니다.

Antec Scientific의 DECADE Elite와 플로우셀 시리즈인 FlexCell 및 SenCell은 직류법, 3단 펄스, 4단 펄스, 스캔 모드 등 다양한 전류법 형태를 완벽하게 지원하며 이를 통해 사용자가 단순한 전극 재질 교체를 통해 광범위한 어플리케이션에 적용할 수 있는 유연성을 제공합니다.

3. Examples                            

 DECADE Elite와 플로우셀인 FlexCell 및 SenCell 그리고 고성능 음이온 분리 컬럼인 SweetSep의 조합은 여러분에게 무궁무진한 분석 어플리케이션을 제공합니다.

다음은 대표적인 당류 및 탄수화물 분석 어플리케이션 예제입니다.

AntecScientific의 DECADE 전기화학 검출기는 타사 대비 다양한 장점을 가집니다.

1. 매우 우수한 검출 감도
   key point: SenCell, Wall-Jet, Detection Limit

 전기 화학 검출기에 사용되는 플로우셀은 대부분 Thin-Layer 방식의 플로우셀이 사용됩니다. 이러한 방식은 구조적, 작동 방식의 한계가 존재합니다. Antec Scientific의 독자적인 플로우셀인 SenCell은 Wall-Jet 방식의 플로우셀인데, 이는 작동 전극에 이동상이 직분사되는 구조로써 별다른 가스켓이나 스페이서가 필요하지 않습니다. 이러한 구조는 곧 flowcell Volume과 working volume을 획기적으로 감소시킬 수 있는데, Wall-Jet 방식과 사용자가 플로우셀의 작동 용량을 조절할 수 있는 AST 기능은 SenCell이 타사의 플로우 셀과 차별화되는 점으로 작용합니다.

 SenCell은 타사 플로우셀 대비 최소 3배 이상의 뛰어난 검출 감도를 제공합니다. SenCell은 특허로 보호되는 구조와 기술로써 타사와 차별화되는 매우 특별한 강점 중 하나입니다.

2. 안정된 온도 제어와 베이스라인
    key point: Baseline, Temperature stability, accuracy

 일부 타사의 경우, 하나의 검출기 모듈에 다양한 종류의 검출기를 호환시켜야 하는 경우가 존재합니다. 예를 들어 전도도 검출기, UV/Vis 검출기 등을 동일한 검출기 모듈에 장착해 사용해야하는 경우가 있습니다.

 전기 화학 검출기의 성능을 최적화하고 우수한 검출 감도를 얻기 위해선 온도와 전기적 노이즈 관리가 반드시 필요합니다. 하지만 통합형 모듈 구조의 경우 최적화되지 못한 구조와 작동이 있을 수 있습니다. 이러한 구조는 필연적으로 매우 긴 안정화 시간과 랜덤 노이즈 등에 취약합니다. 실제로 많은 사용자들이 매우 긴 안정화 시간과 안정화되지 않는 베이스라인에 많은 어려움을 겪었습니다. 특히 아미노글리코사이드 계열 항생제 분석에 사용되는 고전적 3-step 펄스 전류 측정법은 베이스라인과 노이즈에 매우 민감한 분석법입니다. 이러한 어플리케이션 분석을 위해선 하루 이상을 안정화에 할애해야할 정도로 제어되지 않는 베이스라인이 문제가 됐습니다.

 DECADE Elite 전기 화학 검출기는 매우 엄격하고 정확한 온도 제어와 패러데이 차폐 등의 전기적 노이즈 억제를 통해 1시간 정도의 안정화로도 매우 안정적인 베이스라인을 얻을 수 있습니다. 과장이 아닙니다. DECADE Elite와 ALEXYS Analyzer는 여러분에게 매우 빠르고 안정적인 베이스라인을 제공합니다.

2. ADF 디지털 필터
    key point: Advanced Digital Filter

 DECADE Elite에는 고급 디지털 필터(Advanced Digital Filter)가 존재합니다. 단순히 알고리즘 등을 통한 간접적인 필터링이 아닌, 실제로 각 필터 별로 개별 전기 회로를 사용하는 회로입니다. 전기 화학 검출기가 내보내는 데이터는 전기적 노이즈와 실제 피크 데이터가 동시에 존재합니다. 이러한 데이터는 다른 양상을 보이는데, 일반적으로 노이즈 데이터는 높은 주파수를 가지는 특성이 있습니다. 따라서 특정 주파수 이하의 데이터만 통과시키게 된다면 보다 노이즈는 억제되고 피크 데이터만 남게 됩니다. 이렇게 주파수를 통한 물리적 필터링을 거치게 되면 동일한 장비와 메소드를 사용하여도 향상된 Signal to Noise 비율을 얻을 수 있습니다.

1990년에 설립된 Antec Scientific은 1992년 출시한 첫 전기화학 검출기인 DECADE ECD를 시작으로 2016년 최종적으로 4세대 전기 화학 검출기인 DECADE Elite를 출시하였습니다.

뛰어난 검출 감도를 기반으로한 우수한 검출기 성능으로 Antec Scientific의 전기화학 검출기는 많은 LC 제조사들의 OEM으로 출시됐으며 직접적으로도 많은 사용자들에게 사용됐습니다.
뛰어난 장비간 호환성과 소프트웨어 호환성을 통해 기존의 HPLC 혹은 IC 시스템에 DECADE Elite를 장착하는 하이브리드 시스템을 제공했습니다.

이러한 하이브리드 시스템 제공에서 더 나아가 Antec Scientific은 ALEXYS Analyzer라는 HPLC-ECD 혹은 HPAEC-PAD 등 통합형 분석 시스템을 제공합니다. 기존의 하이브리드 시스템의 경우 각 제조사별, 시스템별 등 개별적인 상황에 맞는 시스템 최적화 및 안정화가 요구됐으며 이러한 작업은 시간과 노동력을 모두 크게 소모하는 과정이었습니다.

ALEXYS Analyzer는 ECD에 적합한 시스템 최적화를 통해 여러분에게 매우 빠르고 안정적인 시스템을 제공하며 최적화된 시스템은 여러분에게 매우 뛰어난 검출 감도, Peak Shape 등을 통해 최상의 사용 경험을 제공할 수 있습니다.

2023년 새롭게 선보인 SweetSep™ 고성능 음이온 분리 크로마토그래피 컬럼 시리즈와 DECADE Elite 검출기의 조합은 고성능 음이온 교환 크로마토그래피 - 펄스 전류 측정법(HPAEC-PAD) 시리즈를 가능케 했습니다.

DECADE Elite 및 SweetSep™ 분리 컬럼에 기반한 ALEXYS Analyzer시스템은 여러분에게 매우 강력한 탄수화물, 당 및 글리코사이드 분석 어플리케이션을 제공합니다.