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HPLC분석관련

생산용 HPLC 시스템과 충전제의 새로운 패러다임

HPLC분석관련 YMC 2016.11.04

UHPLC의 사용

HPLC의 등장 이후에 많은 분석에서 뛰어난 성능으로 미량분석과 간편분석이 가능해졌습니다. 이 후 UHPLC(또는 UPLC)의 등장으로 HPLC에 비해 더욱 진보된 분리능과 고속분석으로 다시 한번 분석의 고도화가 이루어지고 있습니다.

UHPLC의 주요 원리는 충전제의 Particle size에 있습니다. 충전제의 particle size가 작아지면 이론단의 높이가 낮아지고 같은 길이에 이론단수가 높아지는 원리입니다. 특히 이론단의 높이가 가장 낮은 최적 선유속의 범위가 넓어져서 높은 선속도를 가지더라도 이론단수가 유지되기 때문에 고속분석이 가능하다는 특징을 가지고 있습니다.

2. 분리정제의 발전

분석용 시스템에서는 UHPLC로 발전하고 있다면 분리정제는 어떤 발전을 이루고 있을까요? 분리정제는 최초의 크로마토그래피에서와 같이 오픈컬럼을 기준으로 사용되었습니다. 오픈컬럼은 유리로 된 컬럼에 실리카 등을 채워서 혼합물을 분리하는 용도로 사용되어 왔습니다. 보통 중력의 힘으로 이동상을 밀어내기 때문에 Particle size가 60㎛ 이상인 충전제를 사용합니다. 이런 충전제는 이론단수가 낮고 분리능이 떨어지기 때문에 저렴하게 구비할 수는 있으나 정밀한 분리에는 적합하지 않습니다.

다음으로는 내압이 높은 유리컬럼이나 플라스틱 카트리지에 충전제를 채운 MPLC가 있습니다. 오픈컬럼과는 다르게 펌프를 통해 이동상을 밀어내기 때문에 particle size가 작아지더라도 분리가 가능하다는 특성을 가지고 있습니다. 충전제는 25㎛~ 100㎛를 사용합니다. 오픈컬럼에 비해 상대적으로 작은 particle size의 충전제를 사용하기 때문에 분리능이 개선되고, 빠른 시간에 분리할 수 있다는 장점이 있습니다만 여전히 정밀분리에는 적합하지 않습니다. 때로는 단일 물질로 분리하기 어려운 상황이 생길 수 있습니다.

단일 물질로 분리하기 위해서는 particle size가 3~10㎛의 HPLC grade가 필요하게 되었습니다. Lab scale의 분취용 HPLC에서는 5㎛의 particle size를 사용할 수 있는 prep. HPLC가 사용되고 있습니다. 더 높은 이론단수를 채용하여 MPLC등에서 분리할 수 없었던 물질을 분리할 수 있게 되었으며, 분석용과 동등한 컬럼을 사용하여 분석용에서의 data를 그대로 활용하여 분취를 진행할 수 있게 되었습니다.

3. 생산용 분리정제의 발전

크로마토그래피는 분석의 영역에서 벗어나서 분취용과 생산용으로 발전하게 되었습니다. 제약산업이 발전하면서 신약이 개발되어 출시되고 있으나 기존의 분리 기술로는 의약의 기준에 맞는 고순도의 약을 개발하기 어렵기 때문에 크로마토그래피를 이용하여 생산하는 경우가 점점 늘어나고 있습니다.

생산용 크로마토그래피는 생산성을 위하여 내경이 큰 컬럼을 사용하게 되는데 HPLC에서 UHPLC로 넘어갈 때의 문제와 같이 작은 particle size의 충전제를 채워서 분리할 수 있는 시스템을 갖추지 못한 것이 문제였습니다.

기존의 시스템에서는 아래 표에서와 같이 300mm 이상의 내경을 가진 컬럼을 사용할 경우에는 50㎛ 이상의 충전제를 사용하는 것이 보통이었고, 30㎛ 이하를 사용하는 경우도 제한적이었습니다. 따라서 이런 경우에는 컬럼의 길이를 늘려서 이론단수를 맞추는 경우가 대부분이었고, 컬럼의 길이가 길어지거나 얻은 물질을 다시 컬럼에 넣어 분리하여야만 하였습니다. 따라서 시간이 오래 걸리고 공정 수가 늘어나 생산성이 떨어지는 문제점이 있었습니다. 생산성이 떨어지고 cost가 많이 든다면 아주 제한적인 경우를 제외하고는 크로마토그래피를 통한 생산은 검토하기 어려웠습니다.

최근에 들어서는 위와 같은 표가 아래와 같은 표로 바뀌기 시작했습니다. 시스템 제작기술과 충전제 제작기술의 발전으로 300mm 이상의 내경을 가진 컬럼에서도 10㎛의 충전제를 채울 수 있게 되었습니다.

(*위 Chart는 YMC 충전제에 적용되는 값이며, 내구성이 약한 충전제에는 적용할 수 없습니다. )

10㎛ 충전제를 채움으로서 얻을 수 있는 이득은 생각보다 많습니다. 20㎛ 충전제로 분리능을 위해 1m를 채워야 했다면 10㎛의 경우에는 50cm밖에 채우지 않아도 충분합니다. 충전제 소요량이 절반으로 줄어드는 것입니다. 대신에 전체 컬럼 길이가 줄어들었기 때문에 생산속도는 두 배가 됩니다. 생산속도가 두 배가 된다는 것은 단위 물질 생산 당 이동상으로 사용하는 용매의 양도 절반으로 줄어든다는 의미입니다. 여러모로 cost down이 가능하다는 의미입니다. 아래 그림은 YMC의 1000mm i.d. 컬럼입니다. 여기에 10㎛의 충전제를 채울 수 있습니다. 때로는 20㎛에서 분리되지 않았던 물질도 분리될 수 있는 추가적인 이득도 얻을 수 있습니다.

Figure 1. 1000mmi.d.컬럼 (10㎛ 충전제 packing)

분석용 UHPLC에서 particle size를 줄여 분석시간과 분리능을 얻을 수 있는 새로운 패러다임을 제시했다면, 생산용 HPLC에서는 particle size를 줄여 분리정제 시간을 줄이고 생산성을 높일 수 있는 새로운 패러다임을 제시합니다.

생산용 HPLC에서 10㎛ 의 충전제를 충전 가능

생산성이 비약적으로 향상

분리비용(용매사용비 등)이 획기적으로 절감.

대형 컬럼 시스템과 10㎛ 충전제에 대한 자세한 정보를 원하시면

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4.회사는 이용제한 기간 중 그 사유가 해소된 것이 확인된 경우에는 이용제한 조치를 즉시 해제합니다.
5.이용제한을 통지 받은 회원이 그에 대해 이의가 있을 때에는 이의신청을 할 수 있습니다.
6.회사는 위의 이의 신청에 대해 그 확인을 위한 기간까지 이용정지를 일시 연기할 수 있으며, 그 결과를 이용자에게 통지합니다.

제 17조 (손해배상)

와이엠씨코리아는 무료로 제공되는 홈페이지 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 동 손해가 회사의 중대한 과실에 의한 경우를 제와하고 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.

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1.이 약관은 2015년 8월 1일부터 시행합니다.
2.본 약관에서 규정되지 아니한 사항에 대해서는 국내법에서 정한 관계 법령 및 상 관행에 따릅니다.

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정보통신망이용촉진및정보보호등에관한법률 [시행 2019. 6. 25.] [법률 제16021호, 2018. 12. 24., 일부개정]

제 50조 (영리목적의 광고성 정보 전송 제한)

1.누구든지 전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하려면 그 수신자의 명시적인 사전 동의를 받아야 한다. 다만, 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 경우에는 사전 동의를 받지 아니한다. <개정 2016. 3. 22.>

①재화등의 거래관계를 통하여 수신자로부터 직접 연락처를 수집한 자가 대통령령으로 정한 기간 이내에 자신이 처리하고 수신자와 거래한 것과 동종의 재화등에 대한 영리목적의 광고성 정보를 전송하려는 경우
②「방문판매 등에 관한 법률」에 따른 전화권유판매자가 육성으로 수신자에게 개인정보의 수집출처를 고지하고 전화권유를 하는 경우

2.전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하려는 자는 제1항에도 불구하고 수신자가 수신거부의사를 표시하거나 사전 동의를 철회한 경우에는 영리목적의 광고성 정보를 전송하여서는 아니 된다.
3.오후 9시부터 그 다음 날 오전 8시까지의 시간에 전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하려는 자는 제1항에도 불구하고 그 수신자로부터 별도의 사전 동의를 받아야 한다. 다만, 대통령령으로 정하는 매체의 경우에는 그러하지 아니하다.
4.전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하는 자는 대통령령으로 정하는 바에 따라 다음 각 호의 사항 등을 광고성 정보에 구체적으로 밝혀야 한다.

①전송자의 명칭 및 연락처
②수신의 거부 또는 수신동의의 철회 의사표시를 쉽게 할 수 있는 조치 및 방법에 관한 사항

5.전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하는 자는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 행위를 하여서는 아니 된다. <개정 2024. 1. 23.>

①광고성 정보 수신자의 수신거부 또는 수신동의의 철회를 회피ㆍ방해하는 행위
②숫자ㆍ부호 또는 문자를 조합하여 전화번호ㆍ전자우편주소 등 수신자의 연락처를 자동으로 만들어 내는 행위
③영리목적의 광고성 정보를 전송할 목적으로 전화번호 또는 전자우편주소를 자동으로 등록하는 행위
④광고성 정보 전송자의 신원이나 광고 전송 출처를 감추기 위한 각종 행위
⑤영리목적의 광고성 정보를 전송할 목적으로 수신자를 기망하여 회신을 유도하는 각종 행위

6.전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하는 자는 수신자가 수신거부나 수신동의의 철회를 할 때 발생하는 전화요금 등의 금전적 비용을 수신자가 부담하지 아니하도록 대통령령으로 정하는 바에 따라 필요한 조치를 하여야 한다.
7.전자적 전송매체를 이용하여 영리목적의 광고성 정보를 전송하려는 자는 수신자가 제1항 및 제3항에 따른 수신동의, 제2항에 따른 수신거부 또는 수신동의 철회에 관한 의사를 표시할 때에는 해당 수신자에게 대통령령으로 정하는 바에 따라 수신동의, 수신거부 또는 수신동의 철회에 대한 처리 결과를 알려야 한다. <개정 2024. 1. 23.>
8.제1항 또는 제3항에 따라 수신동의를 받은 자는 대통령령으로 정하는 바에 따라 정기적으로 광고성 정보 수신자의 수신동의 여부를 확인하여야 한다.

[전문개정 2014. 5. 28.]

[시행일: 2024. 7. 24.] 제50조

제 74조 (벌칙)

1.다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처한다. <개정 2012. 2. 17., 2014. 5. 28.>

①제8조제4항을 위반하여 비슷한 표시를 한 제품을 표시ㆍ판매 또는 판매할 목적으로 진열한 자
②제44조의7제1항제1호를 위반하여 음란한 부호ㆍ문언ㆍ음향ㆍ화상 또는 영상을 배포ㆍ판매ㆍ임대하거나 공공연하게 전시한 자
③제44조의7제1항제3호를 위반하여 공포심이나 불안감을 유발하는 부호ㆍ문언ㆍ음향ㆍ화상 또는 영상을 반복적으로 상대방에게 도달하게 한 자
④제50조제5항을 위반하여 조치를 한 자
⑤삭제 <2014. 5. 28.>
⑥삭제 <2024. 1. 23.>
⑦제53조제4항을 위반하여 등록사항의 변경등록 또는 사업의 양도ㆍ양수 또는 합병ㆍ상속의 신고를 하지 아니한 자

2.제1항제3호의 죄는 피해자가 구체적으로 밝힌 의사에 반하여 공소를 제기할 수 없다.

[전문개정 2008. 6. 13.]