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Prominence 분취 시스템

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분리 정제에서 중요한 것은, 순도・분취 처리 속도・경제성입니다.
Prominence 분취 시스템은 scale-up process에서 이 요소들을 강화시킵니다.

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■ 조건 검토에서 scale-up까지 효율화

scale-up 과정을 분석 컬럼 사이즈부터 시작하거나, 동일한 장치에서 실시하는 것은 이동상 용매와 시료의 소비량을 절약하고 기기 조작 훈련 비용을 줄일 수 있습니다. Prominence 분취 시스템이라면, 분석/분취 등용매(isocratic) 용리의 혼용뿐만 아니라, 분석/분취 기울기(gradient) 용리가 혼용되는 유로를 구성할 수 있습니다.

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■ Prominence 분취 시스템 유로 예

scale-up을 할 경우, 통상 같은 종류의 충전제를 사용합니다.
LC-20AP는 유량 100 mL/min에서도 최대 압력 42 MPa까지 대응할 수 있기 때문에 연결 가능한 분취용 컬럼의 선택 범위가 넓어집니다.
아래 그림과 같이 입자경 5 µm, 길이 250 mm 컬럼(동일한 충진제의 컬럼)으로 분석(내경 4.6 mm)과 분취(내경 20 mm)를 비교한 결과, 크로마토그램의 용출 패턴이 잘 일치하고 있어 효과적인 scale-up 환경을 실현한다는 것을 알 수 있습니다.

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1. 리사이클 분리법에 의한 효율화

1-1. 낮은 비용으로 분리도 향상

분취용 컬럼은 사이즈가 클수록 가격이 높습니다. 비용을 줄이기 위해 비교적 낮은 가격에 그다지 고분리를 기대할 수 없는 길이의 컬럼을 사용하는 경우가 많습니다만, 이런 경우에도 분리 능력을 향상시키는 방법” 리사이클 분리법”(폐쇄형 루프 리사이클)이 있습니다. 본 방법에서는 분리 컬럼에서 용출된 용출액(목적 성분 포함) 밴드를 컬럼 입구로 재도입함으로써 컬럼 길이를 늘린 듯한 효과를 얻을 수 있습니다.

유효한 리사이클 분리를 실시하기 위해서는 시료 성분 밴드의 컬럼 외 확산을 줄이는 것이 중요합니다. Prominence 분취 시스템은, 송액 장치의 내부 용량을 줄임으로써 이론단수 100만단을 넘는 고효율 시스템을 구축할 수 있게 되었습니다.

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1-2. 분취 처리 속도의 향상

리사이클 분리에 대해 시간 소모적인 기술이라고 인지하고 있지만 서로 근접해 있는 피크를 분리할 경우는, 시료를 대량으로 주입해 리사이클 분리를 하는 편이, 시간당 분취 처리 속도를 향상할 수 있는 경우가 있습니다.

예를 들어 Shim-pack GPC-2001C 컬럼으로 n-부틸/n-프로필 벤젠을 Rs(분리도)=1로 얻고자 할 때, 주입량은 70 µL 이하가 됩니다. 이것의 20배의 양을 주입하면 분리도는 0.4로 저하되지만, 리사이클 3회차에는 Rs=1이 되고, 6배의 처리 속도를 얻을 수 있습니다. 또한 1400 µL주입 시 이론 단수가 3배, 2배로 크게 향상하는 것은, 주입 시 밴드 확산의 악영향이 리사이클을 진행함으로써 작아지는 것을 의미합니다.

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2. 폭넓은 요구에 대응하는 송액 장치

“주로 고정밀 분석을 하면서 필요에 따라 세미 분취를 하고 싶다.”
“대량 분취에 대한 scale-up 과정을 기기 1대로 처리 하고 싶다.”
Prominence 분취 시스템은 폭넓은 유량 범위로, 이들의 요구에 대응합니다.

2-1. 최대 주입량의 기준
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목적 성분이 (1)이동상에 대한 용해도가 높고, (2)불순물 성분과 분리하고 있고, (3)이온 억제되고 있을 때, 250 mm 길이의 컬럼에서 1회 당의 총 성분 질량 기준을 나타냅니다. 등용매 용리에서는 기본적으로 컬럼 부피에 비례합니다.

2-2. 고정밀성 분석에서 세미 분취까지 대응
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2-3. 세미 분취, 리사이클 분취에 대응
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2-4. 연구실용 대량 분취에 대응
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3. 고순도·고회수율..분취의 기본 요건들을 고도로 실현

3-1. 크로마토그램의 변화를 따르는 분별 수집기(fraction collector), FRC-10A

■ 폭넓은 요구에 대응
미량 분취에서 대량 분취까지 폭넓은 scale의 분취에 사용할 수 있는 분별 수집기입니다. 게다가 크로마토그램을 확인하면서 간편한 수동 분취에서, 자동시료주입기와의 조합으로 연속 자동 분취까지 다양한 요구에 유연하게 대응합니다.

■ 용출 패턴 변화에 대한 확실한 대응
연속 분취의 경우, 실온이나 이동상 조성 혹은 시료 주입량 등의 변동에 따라 피크 분리 패턴이나 피크 형상이 변화하는 경우도 있습니다. FRC-10A는 시간 분획과 피크 검출 분획뿐만 아니라, BAND법을 비롯한 독특한 분획 기능에 의해 목적 성분을 고순도, 고회수율로 분취할 수 있습니다.

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3-2. LCMS 분취…MS trigger에 의한 효율적인 분취
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LCMS의 보급과 함께, 목적 화합물의 정확한 분취를 목표로, MS를 trigger로 한 분취・정제가 큰 주목을 모으고 있습니다. LCMS의 높은 선택성을 응용함으로써, 불순물 성분이 많이 포함된 시료에서도 목적 성분의 효율적인 회수, 분석에서 분취로의 scale-up을 용이하게 실현할 수 있게 되었습니다.

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3-3. 분석/분취 옵션 소프트웨어 Open Solution에 의한 분취 실행에서 데이터 표시까지

분석/분취 옵션 소프트웨어 Open Solution의 open access 기능은 Web 브라우저로 되어 있어, 간단한 조작으로 분석/분취의 실행이 가능하게 되었습니다. 시각적으로 표시되어 있는 바이알이나 분획 시험관이 MS크로마토그램이나 MS스펙트럼 등의 데이터와 링크되어 있기 때문에, 예를 들어 바이알을 클릭하면 분획한 화합물 정보를 신속히 알 수 있습니다.

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4. LC-20AP High-Pressure/Low-Pressure Gradient Preparative System

4-1. LC-20AP High-Pressure Gradient Preparative System

유량 정밀도가 뛰어난 고압 기울기 분취 시스템입니다.

– 최대 유량 150 mL/min이고, 내경 50 mm정도의 분취용 컬럼을 이용해 자동 연속 분취가 가능한 시스템입니다.
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4-2. Gradient 분석도 Gradient 분취도 하나의 시스템으로 OK!
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– 최대 유량 150 mL/min이고, 내경 50 mm정도의 분취용 컬럼을 이용해 자동 연속 분취가 가능한 시스템입니다.

– 분석 컬럼을 이용한 분리 조건의 검토, 주입량 검토, 분획액의 순도검사까지 처리할 수 있습니다.

4-3. Low-Pressure Gradient Preparative System
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비용 대비 성능이 뛰어난 저압 기울기 분취 시스템입니다

– 최대 유량이 50 mL/min이고, 내경 30 mm정도의 분취용 컬럼을 이용해 자동 연속 분취가 가능한 시스템입니다.

4-4. 1대로 최대 4개 용매의 기울기에 대응하는 LC-20AP Quaternary
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낮은 비용으로 기울기 분취을 실현

– LC-20AP에 전용 Low-Pressure Gradient unit, FCV-200AL을 조합함으로써, 1대로 기울기 분취를 실현할 수 있고, 장치 도입 비용을 줄일 수 있습니다.
분취 영역에서의 저압 기울기에 대응

– LC-20AP Quaternary는, 유량 50 mL/min까지 분취 영역에서의 저압 기울기에 대응하고, 세미 분취 영역의 기울기 분취에 적합합니다
우수한 송액 정밀도로 분취 데이터의 높은 신뢰성

– LC-20AP를 이용한 저압 기울기의 뛰어난 송액 정밀도에 의해 신뢰성 높은 분취를 제공합니다.

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분석법 개발에서 이동상 조건의 효율적인 검토가 가능

– 1대로 최대 4개 용매의 기울기에 대응할 수 있는 LC-20AP Quaternary를 사용하면, 이동상 조합을 변경하는 것으로 효율적인 이동상 검토가 가능합니다.

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5. LC-20AR, simple Semi-Preparative Recycle System

간단한 조작으로 리사이클 세미 분취를 할 수 있습니다.

– 자동시료주입기, 분별 수집기가 없는 심플한 리사이클 세미 분취 시스템입니다.

– 차트를 보면서 전환 밸브로 수동 분취할 수 있습니다.

– 분획 병 사이즈에 대한 우려 없이, 자유롭게 분취할 수 있습니다.

– 분취물의 순도 확인 등, 분석용 HPLC로서도 안정된 성능을 발휘합니다.

– 컴포넌트의 추가로 자동화 시스템으로 업그레이드할 수 있습니다.

※분취용 컬럼 사이즈는 내경 20 mm까지 가능합니다.권장 유량 범위는 0.1~15 mL/min입니다.

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– 리사이클 시에 펌프 압력이나 damper를 줄여서, 피크의 확산을 방지할 수 있습니다.

– 리사이클을 하지 않을 경우는 유로 전환(α/β)방식으로 보통 분석용 유로로 사용할 수 있습니다.

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자동 리사이클 분취 설정도 몇 단계 조작으로 완료
리사이클 시작과 종료 시간의 검토, 자동 분취의 시작에 대해 어려운 설정을 고려하지 않고 실행할 수 있습니다. 리사이클 시작과 종료 시점의 밸브 전환도 자동적으로 설정되므로, 복잡한 타임 프로그램을 의식할 필요 없이 분취에 서툰 연구자라도 안심하고 조작할 수 있습니다.

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수동 리사이클 분취에서 자동 리사이클 분취로의 순조로운 전환
Recycle-Assist는 설정한 내용에 따라 리사이클 분취를 하는 것은 물론, 크로마토그램을 모니터 하면서 리사이클과 분취를 필요한 시점에서 실행할 수도 있습니다. 밸브의 전환 시점 등 사용자의 수동 조작을 그대로 method로 저장했다가 다음에 자동 리사이클 분취에도 활용할 수 있습니다.

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시스템 구성 예

Recycle-Assist는 LC-20AR semi-preparative, LC-20AP large-scale preparative recycle system 전용
소프트웨어로, 4가지 타입의 시스템을 기본으로 하고 있습니다.

– LC-20AP preparative recycle system (manual injector)

– LC-20AP fully automatic preparative recycle system

– LC-20AR semi-preparative recycle system (manual injector)

– LC-20AR fully automatic semi-preparative recycle system

LC-20AP preparative recycle system (manual injector)

LC-20AP fully automatic preparative recycle system

대용량 분취의 전자동 리사이클 시스템
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– 최대 유량이 150 mL/min이고, 내경 50 mm정도의 대용량 분취용 컬럼을 이용한 전자동 리사이클 시스템입니다.

– 비용 대비 성능이 뛰어난 분리 정제할 수 있습니다.

– 용출량 100 mL 이상이면, 내경 20 mm 정도의 세미 분취 컬럼에서도 리사이클 효과가 발휘됩니다.

LC-20AR semi-preparative recycle system (manual injector)

세미 분취용 표준 리사이클 시스템
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– 최대 유량이 20 mL/min이고, 내경 20 mm 정도의 세미 컬럼을 이용한 수동 주입기 (manual injector) 리사이클 시스템입니다.

– 유효한 리사이클 기준은 용출량 35 mL이상입니다.

– 20AR 리사이클 kit로 컬럼 외 확산을 최소화합니다.

LC-20AR fully automatic semi-preparative recycle system

세미 분취용 전자동 리사이클 시스템
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– 최대 유량이 20 mL/min이고, 내경 20 mm 정도의 세미 분취용 컬럼을 이용한 전자동 리사이클 시스템입니다.

– 비용 대비 성능이 뛰어난 분리 정제할 수 있습니다.

– 유효한 리사이클 기준은, 용출량 35 mL 이상입니다.

– 20AR 리사이클 kit로 컬럼 외 확산을 최소화합니다.

6. 생화학용 분석/분취 시스템 (Inert LC System)

단백질 등 생리 활성 물질의 LC분석에는, 이동상으로 고농도의 NaCl등 할로겐을 포함한 완충 용액이 많이 사용됩니다. 그러나 용액 접촉부가 스테인리스계인 장치·배관에서는, 할로겐에 의한 부식으로 분석에 지장이 생깁니다. 또, 금속 용출로 인해 분석 대상 성분(생리 활성 물질)이 금속과 반응해 단백질 본래의 성질・기능을 잃고 정제 등 목적을 이루지 않을 수도 있습니다.
Bio-inert LC 시스템은, 유로 배관이나 접속 부품이 inert*사양인 HPLC입니다. 내부식성이 우수하여 안심하고 사용할 수 있습니다.
*Inert : 불활성

장치 특징

1. 생체 고분자의 분석/분취용 intert 사양, 활성 변화로 주의가 필요한 분석에 최적

2. 범용 HPLC분석에서 정평 있는 고감도 검출기를 이용함으로써 불순물 성분과 미량 성분의 분석도 가능

3. 실내 온도 4℃ 이상에서 시스템이 가동(※급격한 온도 변화 등에 따른 결로에 주의하세요)

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각종 수지재질의 배관 부품
Inert 배관부품 kit : PEEK male nuts(5개), stop joints(2개), ferrules(10개), male connectors (2개), tube cutter, tubing 이 들어 있는 편리한 kit

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생체 고분자 시료의 응용 예

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단백질 정량(BCA assay법): 95.5%
활성 측정(탁도측정법): 98.8%

생체 고분자 Lysozyme의 활성 유지 측정을 실시했습니다. Bio-inert LC 시스템으로의 도입 전후의 시료 활성을 비교했습니다. Bio-inert LC 시스템이 생체 고분자의 활성에 영향을 미치지 않는다는 양호한 결과를 얻을 수 있었습니다.