(주)와이엠씨코리아(YMC KOREA)는 '2026 KOREA LAB' 전시회 기간 중 진행된 세미나에서 ‘미량물질 분리 한계를 넘다: Continuous Chromatography (N-Rich 기술의 실제 적용)’라는 주제로, 극미량 불순물을 혁신적으로 분리·농축할 수 있는 N-Rich 기술과 그 적용 사례를 집중적으로 발표하며 주목을 받았다.
의약품 산업 내 극미량 불순물 분리의 한계
펩타이드, 올리고뉴클레오티드, 단일클론항체(mAb) 등 고부가가치 바이오의약품 개발에 있어, ICH 가이드라인에 따라 설정된 기준(Threshold) 및 위험도 평가에 근거하여 미량 불순물 및 변이체의 특성 규명이 요구될 수 있다. 이를 위해서는 구조 규명용으로 수 밀리그램(mg) 단위의 순수한 불순물 시료를 확보해야 한다.
하지만 메인 물질과 용출 위치가 겹치는(Co-eluting) 불순물이나 전하 변이체(Charge variant), 산화(Oxidation) 등과 같이 구조가 유사한 미량 물질은 기존의 단일 컬럼(Single column) 기반 배치(Batch) 크로마토그래피로는 분리가 매우 까다롭다. 순도를 높이려다 보면 타겟 물질이 대부분 손실되어 수율이 20% 미만으로 떨어지고, 이를 극복하기 위해 수십에서 수백 번의 정제 사이클을 반복해야 하므로 수 주에서 수개월의 막대한 시간과 노동력이 소모되는 병목현상(Bottleneck)이 발생한다.
한계를 돌파하는 혁신 기술: N-Rich 프로세스
YMC는 이러한 한계를 극복할 솔루션으로 2개의 컬럼을 사용하는 연속 크로마토그래피 기반의 'N-Rich' 프로세스를 제시했다. N-Rich는 타겟 극미량 화합물을 사이클마다 자동으로 농축하는 기술로, 크게 3단계의 과정을 거친다.
1. 축적(Accumulation): 2개의 컬럼을 직렬 및 병렬로 전환해가며 타겟 미량 물질을 컬럼 내부에 지속적으로 농축한다.
2. 제거(Depletion): 축적 과정과 동시에 원치 않는 다량의 메인 물질이나 기타 불순물은 시스템 외부로 배출시켜 메인 물질이 타겟 물질을 덮어버리는(Overlapping) 현상을 방지한다.
3. 분획 용출(Fractionated Elution): 원하는 만큼 타겟 물질이 농축되면, 얕은 기울기 조건(Shallow Gradient)을 통해 두 컬럼을 거쳐 고순도의 타겟 물질을 분획한다.
[그림 1]. N-Rich process
번거로운 수작업 과정의 생략
N-Rich는 컬럼 내부에서 타겟 물질의 농축이 자동으로 이루어지기 때문에 기존 배치 공정에서 필수적이었던 수많은 분획(Fraction)의 수집, Pooling, 그리고 2차 농축(Up-Concentration)과 같은 번거로운 수작업을 거칠 필요가 없다. 이처럼 공정 단계가 획기적으로 축소됨에 따라 공정 중 발생할 수 있는 시료의 분해(Degradation) 위험도 최소화된다. 또한, 배치 정제 시 다회 정제로 인해 발생하는 QC 분석용 샘플 수를 약 1/10 수준으로 감소시켜, 전반적인 효율을 크게 향상시킨다.
Case Study를 통해 입증된 압도적 성능
세미나 현장에서는 N-Rich를 실제 공정에 적용하여 생산성을 비약적으로 높인 3가지 Case Study가 소개되었다.
• Case 1: 펩타이드(Angiotensin II) 불순물 분리
메인 물질(92%)과 인접하여 용출되는 다수의 미량 불순물을 분리하는 실험에서, 기존 배치 방식은 500회 이상의 Run과 약 10일이 필요했으나, N-Rich 공정은 약 18-cycle(27시간) 만에 다수의 불순물을 동시에 농축 및 분리하며 9배 이상의 생산성 향상을 달성하였다 [참고자료 1].
• Case 2: 치료용 올리고뉴클레오티드 불순물 정제
기존 단일 컬럼 방식에서는 약 10일이 소요되었음에도 불순물 분리에 한계를 보였으나, N-Rich 공정을 적용하자 약 8일 만에 다수의 불순물을 동시에 농축할 수 있었으며, 순도는 최대 15배, 농도는 19배 향상되었고, 용매 사용량 또한 약 68% 절감되었다 [참고자료 2].
• Case 3: 단일클론항체(mAb) 이성질체 농축
산성 이성질체(Acidic isomers) 확보를 위해 기존 배치 공정에서는 96시간 동안 총 32회 정제를 수행하였으나, 회수량은 0.3 mg에 불과했다. 반면 N-Rich 시스템을 활용한 경우, 단 24시간(1회 run, 5 cycles) 만에 11.3 mg의 유의미한 수준의 이성질체를 확보할 수 있었다.
N-Rich 적용 시 이성질체를 단일 성분으로 분리 및 분석하는 데 소요된 전체 시간은 32일에서 3일로 단축되었으며, 10배 이상의 공정 효율 향상을 확인하였다. (※ 해당 결과는 내부 실험 데이터를 기반으로 하며, 요청 시 별도 제공 가능하다.)
결론 및 기대효과
YMC의 N-Rich 기술은 단일 컬럼 정제로는 불가능했던 미량 물질 및 공동 용출 불순물 분리의 한계를 뛰어넘은 차세대 솔루션이다. 불순물 프로파일링, 표준품 확보, 구조 규명용 시료 확보 과정에 최적의 효율을 제공한다. 이를 통해 기업 및 연구기관은 재처리 공정을 생략할 수 있으며, 합성 비용, 고가의 용매 및 부자재 비용, 나아가 인건비까지 대폭 절감하여 의약품 개발 과정에 효과적인 해결책으로 활용될 것으로 기대한다.
[그림 2]. YMC Continuous Chromatograph system, Contichrom CUBE
<2026 KOREA LAB 신기술·우수제품 발표 세미나 현장 사진>
‘미량물질 분리 한계를 넘다: Continuous Chromatography(N-Rich 기술의 실제 적용)’에 관한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 (주)와이엠씨코리아를 통하여 확인할 수 있다.
Reference(참고문헌): [1] R. Weldon, T. Müller-Späth, Enrichment and purification of peptide impurities using twin-column continuous chromatography, Journal of Chromatography A 1667 (2022) 462894.
[2] G. Lievore, R. Weldon, M. Catani, A. Cavazzini, T. Müller-Späth, Enrichment and recovery of oligonucleotide impurities by N-Rich twin-column continuous chromatography, Journal of Chromatography B 1209 (2022) 123439.
Model Name(모델명): YMC Contichrom® CUBE
The Person in Charge(담당자): Hyeon-Ji, Oh
Country of Origin(원산지): USA/Japan
Maker(제조사): YMC
e-mail: contact@ymckorea.com
Data Services(자료제공): YMC KOREA
<이 기사는 사이언스21 매거진 2026년 5월호에 게재 되었습니다.>
[그림 1]. N-Rich process번거로운 수작업 과정의 생략N-Rich는 컬럼 내부에서 타겟 물질의 농축이 자동으로 이루어지기 때문에 기존 배치 공정에서 필수적이었던 수많은 분획(Fraction)의 수집, Pooling, 그리고 2차 농축(Up-Concentration)과 같은 번거로운 수작업을 거칠 필요가 없다. 이처럼 공정 단계가 획기적으로 축소됨에 따라 공정 중 발생할 수 있는 시료의 분해(Degradation) 위험도 최소화된다. 또한, 배치 정제 시 다회 정제로 인해 발생하는 QC 분석용 샘플 수를 약 1/10 수준으로 감소시켜, 전반적인 효율을 크게 향상시킨다.Case Study를 통해 입증된 압도적 성능세미나 현장에서는 N-Rich를 실제 공정에 적용하여 생산성을 비약적으로 높인 3가지 Case Study가 소개되었다.• Case 1: 펩타이드(Angiotensin II) 불순물 분리메인 물질(92%)과 인접하여 용출되는 다수의 미량 불순물을 분리하는 실험에서, 기존 배치 방식은 500회 이상의 Run과 약 10일이 필요했으나, N-Rich 공정은 약 18-cycle(27시간) 만에 다수의 불순물을 동시에 농축 및 분리하며 9배 이상의 생산성 향상을 달성하였다 [참고자료 1].• Case 2: 치료용 올리고뉴클레오티드 불순물 정제기존 단일 컬럼 방식에서는 약 10일이 소요되었음에도 불순물 분리에 한계를 보였으나, N-Rich 공정을 적용하자 약 8일 만에 다수의 불순물을 동시에 농축할 수 있었으며, 순도는 최대 15배, 농도는 19배 향상되었고, 용매 사용량 또한 약 68% 절감되었다 [참고자료 2].• Case 3: 단일클론항체(mAb) 이성질체 농축산성 이성질체(Acidic isomers) 확보를 위해 기존 배치 공정에서는 96시간 동안 총 32회 정제를 수행하였으나, 회수량은 0.3 mg에 불과했다. 반면 N-Rich 시스템을 활용한 경우, 단 24시간(1회 run, 5 cycles) 만에 11.3 mg의 유의미한 수준의 이성질체를 확보할 수 있었다.N-Rich 적용 시 이성질체를 단일 성분으로 분리 및 분석하는 데 소요된 전체 시간은 32일에서 3일로 단축되었으며, 10배 이상의 공정 효율 향상을 확인하였다. (※ 해당 결과는 내부 실험 데이터를 기반으로 하며, 요청 시 별도 제공 가능하다.)결론 및 기대효과YMC의 N-Rich 기술은 단일 컬럼 정제로는 불가능했던 미량 물질 및 공동 용출 불순물 분리의 한계를 뛰어넘은 차세대 솔루션이다. 불순물 프로파일링, 표준품 확보, 구조 규명용 시료 확보 과정에 최적의 효율을 제공한다. 이를 통해 기업 및 연구기관은 재처리 공정을 생략할 수 있으며, 합성 비용, 고가의 용매 및 부자재 비용, 나아가 인건비까지 대폭 절감하여 의약품 개발 과정에 효과적인 해결책으로 활용될 것으로 기대한다.
[그림 2]. YMC Continuous Chromatograph system, Contichrom CUBE
<2026 KOREA LAB 신기술·우수제품 발표 세미나 현장 사진>‘미량물질 분리 한계를 넘다: Continuous Chromatography(N-Rich 기술의 실제 적용)’에 관한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 (주)와이엠씨코리아를 통하여 확인할 수 있다.Reference(참고문헌): [1] R. Weldon, T. Müller-Späth, Enrichment and purification of peptide impurities using twin-column continuous chromatography, Journal of Chromatography A 1667 (2022) 462894.[2] G. Lievore, R. Weldon, M. Catani, A. Cavazzini, T. Müller-Späth, Enrichment and recovery of oligonucleotide impurities by N-Rich twin-column continuous chromatography, Journal of Chromatography B 1209 (2022) 123439.Model Name(모델명): YMC Contichrom® CUBEThe Person in Charge(담당자): Hyeon-Ji, OhCountry of Origin(원산지): USA/JapanMaker(제조사): YMCe-mail: contact@ymckorea.comData Services(자료제공): YMC KOREA<이 기사는 사이언스21 매거진 2026년 5월호에 게재 되었습니다.>