뒤마법
1. 개요
뒤마법은 시료를 고온에서 연소시켜 질소 성분을 측정하는 방법이다. 시료를 800~900°C의 고온에서 연소시켜 이산화탄소, 물, 질소를 방출시킨 후, 특수 컬럼을 통해 이산화탄소와 물을 제거하고, 열전도도 검출기를 사용하여 질소를 분리 및 측정한다. 이 방법은 켈달법보다 빠르고 자동화가 용이하며 유독성 화학 물질을 사용하지 않는 장점이 있다. 하지만 초기 비용이 높고, 켈달법과 마찬가지로 비단백태 질소를 인식하여 아미노산 서열에 따라 다른 보정 계수를 사용해야 한다는 한계가 있다.
2. 방법
뒤마법은 시료를 고온에서 연소시켜 질소 성분을 측정하는 방법이다.
산소가 있는 곳에서 시료를 800~900°C의 고온으로 연소시키면 이산화 탄소, 물, 질소가 방출된다. 이 기체들을 수산화 칼륨 수용액과 같은 특수 컬럼에 통과시켜 이산화탄소와 물을 흡수한다. 이후 열전도도 검출기가 포함된 컬럼으로 질소를 분리하고 남은 질소 함량을 측정한다.
기기는 순수하고 질소 농도를 알고 있는 물질로 먼저 보정한다. 미지 시료는 열전도도 검출기에서 측정된 신호를 질소 함량으로 변환한다. 켈달법처럼, 질소 농도를 조단백질 함량으로 변환할 때는 측정된 단백질의 특정 아미노산 서열에 따른 변환 계수를 사용한다.
2.1. 시료 연소
산소가 있는 환경에서 800~900°C의 고온으로 시료를 연소시킨다. 이 연소 과정을 통해 이산화 탄소, 물, 질소 기체가 발생한다. 발생한 기체는 수산화 칼륨 수용액과 같은 특수 컬럼을 통과하면서 이산화탄소와 물이 흡수된다. 이후, 열전도도 검출기가 있는 컬럼을 사용하여 질소를 분리하고, 남은 질소의 양을 측정한다. 기기는 우선 순수하고 질소 농도를 알고 있는 물질을 분석하여 보정한다. 미지 시료의 경우, 열전도도 검출기에서 측정된 신호를 질소 함량으로 변환할 수 있다. 켈달법과 같이, 시료 내 질소 농도를 조단백질 함량으로 변환하는 것은 측정된 단백질의 특정 아미노산 서열에 따라 달라지는 변환 계수를 사용하여 수행된다.
2.3. 질소 분리 및 측정
이 방법은 산소가 있는 상태에서 800~900°C의 고온 범위에서 샘플을 연소시키는 것으로 구성된다. 이로 인해 이산화 탄소, 물, 질소가 방출된다. 그 다음 가스는 이산화탄소와 물을 흡수하는 특수 컬럼(예: 수산화 칼륨 수용액)을 통과한다. 그 후, 말단에 열전도도 검출기를 함유하는 컬럼을 사용하여 잔류 이산화탄소 및 물로부터 질소를 분리하고 잔류 질소 함량을 측정한다. 먼저 기기는 순수한 질소의 농도를 가진 물질을 분석하여 교정해야 한다. 미지의 샘플에 대한 열전도 검출기로부터 측정된 신호는 질소 함량으로 변환 될 수 있다. 켈달법에서와 같이, 샘플에서 질소 농도의 조질 단백질 함량으로의 전환은 측정된 단백질의 특정 아미노산 서열에 의존하는 전환 인자를 사용하여 수행된다.
2.4. 결과 보정
이 기기는 순수하고 알려진 질소 농도를 가진 표준 물질을 분석하여 먼저 보정해야 한다. 그런 다음 미지 시료에 대한 열전도도 검출기의 측정 신호를 질소 함량으로 변환할 수 있다. 켈달법과 마찬가지로, 시료 내 질소 농도를 조단백질 함량으로 변환하는 것은 측정된 단백질의 특정 아미노산 서열에 따라 달라지는 변환 계수를 사용하여 수행된다.
2.5. 조단백질 함량 계산
산소가 있는 환경에서 800~900°C의 고온에서 샘플을 연소시켜 이산화 탄소, 물, 질소를 방출시킨다. 방출된 가스는 이산화탄소와 물을 흡수하는 특수 컬럼(예: 수산화 칼륨 수용액)을 통과한다. 이후, 열 전도성 검출기가 있는 컬럼을 사용하여 잔류 이산화탄소와 물로부터 질소를 분리하고, 잔류 질소 함량을 측정한다. 기기는 순수한 질소 농도를 가진 물질을 분석하여 교정한다. 미지의 샘플에 대한 열전도 검출기로부터 측정된 신호는 질소 함량으로 변환된다. 켈달법과 같이, 샘플에서 질소 농도를 조단백질 함량으로 전환하는 것은 측정된 단백질의 특정 아미노산 서열에 의존하는 전환 인자를 사용하여 수행된다.
3.1. 장점
뒤마법은 사용하기 쉽고 완전히 자동화할 수 있다는 장점이 있다. 켈달법에 비해 상당히 빠른 방법으로 개발되었는데, 켈달법은 실험 시간이 1시간 이상 걸리는 것에 비해 뒤마법은 수 분만에 결과를 얻을 수 있다. 또한 유독성 화학 물질이나 촉매를 사용하지 않아 안전하다.
3.2. 한계
뒤마법은 킬달법에 비해 초기 장비 구입 비용이 높다는 단점이 있다. 새로운 기술 개발로 이러한 단점이 줄어들고 있지만, 여전히 높은 초기 비용은 부담이 될 수 있다. 또한, 뒤마법은 단백질뿐만 아니라 비단백질성 질소도 함께 측정하기 때문에 실제 단백질 함량보다 높게 측정될 수 있다. 따라서 정확한 단백질 함량을 계산하기 위해서는 단백질 종류에 따라 아미노산 조성이 다르므로, 보정 계수를 적용해야 한다.
4. 킬달법과의 비교
뒤마법은 사용하기 쉽고 완전히 자동화할 수 있다는 장점이 있다. 킬달법보다 상당히 빠른 방법으로 개발되었으며, 실험 시간이 1시간 이상 걸리는 킬달법에 비해 뒤마법은 수 분 만에 실험을 마칠 수 있다. 또한 독성 화학 물질이나 촉매를 사용하지 않는다. 초기 비용이 높다는 단점이 있지만, 새로운 기술 개발로 인해 이러한 단점이 줄어들고 있다. 킬달법과 마찬가지로 비단백질성 질소를 인식하므로 진정한 단백질을 측정하지 못하며, 아미노산 서열이 다르기 때문에 단백질마다 다른 보정 계수가 필요하다.