1. 고처리량 실험(HTE)의 필요성
고처리량 실험(HTE, High-Throughput Experimentation)은 많은 양의 실험을 한 세트로 동시에 수행하고 최적의 반응 조건을 빠르게 도출하는 방법론이다. 소형화(Miniaturization), 병렬처리(Parallelization), 자동화(Automation)의 세 가지 핵심 원리를 기반으로 하며, Merck, Pfizer, BMS, GSK 등 글로벌 제약사와 UPenn, Princeton 등 대학이 전문 HTE 센터를 운영하며 활발히 활용하고 있다.
신규 반응 개발의 속도 결정 단계는 전이금속(TM), 리간드, 산화제, 용매, 첨가물, 농도, 온도 등 7가지 파라미터의 조합 실험이다. 각 변수를 2 ~ 4가지로 설정하면 최대 1,728개 조건이 도출되며, 기존 Wet Chemistry 방식으로는 25주가 소요되나 HTE 적용 시 단 3 ~ 4일로 단축된다.
2. Wet Chemistry vs. 병렬 스크리닝
HTE 방식은 기존 방법 대비 재료 소비를 수십 ~ 수백 배 줄이면서 처리 가능한 실험 수를 대폭 늘린다. 반응 스케일은 mmol에서 μmol 또는 nmol로 축소되고, 기질 사용량은 10 ~ 25 mg에서 1 mg 이하로 감소한다.
용매는 ~1mL에서 2.5 ~ 100μL로 줄어들며, 1,728개 샘플 분석 시간은 25주에서 3 ~ 4일로 단축된다.
3. HTE Workflow
[그림 1]. HTE Workflow
HTE Workflow는 설계(Design), 실행(Execution), 분석(Analysis), 데이터 처리(Data Processing)의 4단계로 구성된다. 설계 단계에서는 Metal, Ligand, Additive, Solvent, Concentration, Temperature 변수를 조합해 병렬 반응 블록을 구성하고, 실행 단계에서는 Para-dox® 반응 블록과 Lumidox® LED Array를 이용해 마이크로 스케일 반응을 동시 진행한다.
분석과 데이터 처리 단계에서는 UPLC/HPLC/MS를 통해 수율 및 전환율 데이터를 신속하게 취합하며, 전 과정은 SLAS/ANSI 표준(127.75 mm × 75.5 mm)을 준수하여 산업 표준 자동화 장비와 완벽하게 연동된다.
4. 제품 소개: Parallel Synthesis
Para-dox® 알루미늄 반응 블록은 HTE 병렬 합성의 핵심 장비로, 24-Well, 48-Well, 96-Well 포맷을 제공한다.
모두 SLAS/ANSI 표준 치수를 준수하며, 실리콘 고무 매트와 PFA 필름의 압축 밀봉으로 끓는점 이상의 장시간 가열에도 용매 손실 5% 미만을 보장한다. 온도 범위는 -78°C ~ +150°C 이며, 바닥 개폐 여부에 따라 병렬 합성용(폐쇄 바닥)과 광반응용(개방바닥)으로 구분된다.
[그림 2]. Para-dox® Parallel Synthesis vs. Photoredox Catalysis Reaction Blocks
Gen II 라인은 볼트 수 감소(48/96웰: 4볼트, 24웰: 5볼트)로 조립 시간이 단축되고, LED 광 누출이 최소화됐다. 열전대/센서 포트, 모서리 홀, 다양한 니들 호환 홀 등 편의 기능이 강화됐으며, 1/8″ 고무매트 1개로 조립이 간소화됐다.
5. 제품 소개: Photoredox Catalysis
Lumidox® II는 특허받은 LED 배열 시스템(U.S. Patent No. 11,458,447)으로, UV365부터 810-IR까지 최대 15종 파장을 지원한다. 5단계 출력 조정(STAGE 1~5), USB API를 통한 자동화 연동, 타이머 기능을 제공하며, Lens Mat(집광형)과 Diffuse Mat(확산형) 두 가지 표면 스타일과 Active Cooling / Solid 베이스 옵션을 선택할 수 있다.
[그림 3]. Lumidox® II 96-Well LED Arrays
Temperature Controlled Reactor(TCR)는 ±1°C 이내의 정밀 온도 제어로 재현성을 극대화한다. 표준 SLAS 치수를 준수한다. 48-Position TCR(8×30 mm, 1 mL)과 24-Position TCR(15×45 mm, 1 DRAM)이 제공된다.
6. 제품 소개: Electrochemistry
HTe-Chem 플랫폼은 전기합성(Electrosynthesis), 유기전기화학(Organic Electrochemistry), 전기광화학(Electrophotochemistry) 등 광범위한 전기화학 반응을 표준 24-Well 미니랙에서 수행할 수 있게 한다. 정전류(Constant Current)와 정전압(Constant Voltage) 두 가지 설정을 지원하며, 2전극 시스템(기준전극 불필요)으로 구성된다. 24-Well, 9 mm LED Array와 완벽 호환되어 전기광화학 반응 구현이 가능하다.
[그림 4]. HTe-Chem Electrochemistry Assembly (Para-dox® 24-Well 기반)
7. 주요 액세서리
EquaVAP® Evaporator는 병렬 반응 후 유기 용매를 균일하고 빠르게 증발시키는 전용 장비다. 내부 흐름 균일화로 모든 니들 포트에 동일한 출력을 분배하며, 스테인리스 스틸 니들로 광범위한 용매 호환성과 장기 내구성을 보장한다. 48-Well(2 mL), 96-Well(1 mL), 24-Well(9/18/20 mm) 라인업을 제공하며, 8인치 베이스의 컴팩트 설계로 소형 글로브박스 및 표준 흄 후드에 적합하다.
[그림 5]. EquaVAP® 48-Well & 96-Well Evaporator
<2026 KOREA LAB 신기술·우수제품 발표 세미나 현장 사진>
‘반응 개발 가속화에 있어 고처리량 실험의 역할’에 관한 궁금한 내용은 본원고 자료를 제공한 (주)알토스를 통하여 확인 가능하다.
Reference(참고문헌): Analytical Sales and Services catalog (Winter 2023-24), ACS Med. Chem. Lett. 2017, 8, 601-607; Org. Process Res. Dev. 2019
Model Name(모델명): Para-dox® Reaction Block / Lumidox® II / HTe-Chem
The Person in Charge(담당자): Professor Houng, Kang
Maker(제조사): Analytical Sales and Service, Inc.
Country of Origin(원산지): USA
e-mail: sales@altoss.co.kr
Data Services(자료제공): ALTOSS
<이 기사는 사이언스21 매거진 2026년 8월호에 게재 되었습니다.>
[그림 1]. HTE WorkflowHTE Workflow는 설계(Design), 실행(Execution), 분석(Analysis), 데이터 처리(Data Processing)의 4단계로 구성된다. 설계 단계에서는 Metal, Ligand, Additive, Solvent, Concentration, Temperature 변수를 조합해 병렬 반응 블록을 구성하고, 실행 단계에서는 Para-dox® 반응 블록과 Lumidox® LED Array를 이용해 마이크로 스케일 반응을 동시 진행한다.분석과 데이터 처리 단계에서는 UPLC/HPLC/MS를 통해 수율 및 전환율 데이터를 신속하게 취합하며, 전 과정은 SLAS/ANSI 표준(127.75 mm × 75.5 mm)을 준수하여 산업 표준 자동화 장비와 완벽하게 연동된다.4. 제품 소개: Parallel SynthesisPara-dox® 알루미늄 반응 블록은 HTE 병렬 합성의 핵심 장비로, 24-Well, 48-Well, 96-Well 포맷을 제공한다.모두 SLAS/ANSI 표준 치수를 준수하며, 실리콘 고무 매트와 PFA 필름의 압축 밀봉으로 끓는점 이상의 장시간 가열에도 용매 손실 5% 미만을 보장한다. 온도 범위는 -78°C ~ +150°C 이며, 바닥 개폐 여부에 따라 병렬 합성용(폐쇄 바닥)과 광반응용(개방바닥)으로 구분된다.
[그림 2]. Para-dox® Parallel Synthesis vs. Photoredox Catalysis Reaction BlocksGen II 라인은 볼트 수 감소(48/96웰: 4볼트, 24웰: 5볼트)로 조립 시간이 단축되고, LED 광 누출이 최소화됐다. 열전대/센서 포트, 모서리 홀, 다양한 니들 호환 홀 등 편의 기능이 강화됐으며, 1/8″ 고무매트 1개로 조립이 간소화됐다.5. 제품 소개: Photoredox CatalysisLumidox® II는 특허받은 LED 배열 시스템(U.S. Patent No. 11,458,447)으로, UV365부터 810-IR까지 최대 15종 파장을 지원한다. 5단계 출력 조정(STAGE 1~5), USB API를 통한 자동화 연동, 타이머 기능을 제공하며, Lens Mat(집광형)과 Diffuse Mat(확산형) 두 가지 표면 스타일과 Active Cooling / Solid 베이스 옵션을 선택할 수 있다.
[그림 3]. Lumidox® II 96-Well LED ArraysTemperature Controlled Reactor(TCR)는 ±1°C 이내의 정밀 온도 제어로 재현성을 극대화한다. 표준 SLAS 치수를 준수한다. 48-Position TCR(8×30 mm, 1 mL)과 24-Position TCR(15×45 mm, 1 DRAM)이 제공된다.6. 제품 소개: ElectrochemistryHTe-Chem 플랫폼은 전기합성(Electrosynthesis), 유기전기화학(Organic Electrochemistry), 전기광화학(Electrophotochemistry) 등 광범위한 전기화학 반응을 표준 24-Well 미니랙에서 수행할 수 있게 한다. 정전류(Constant Current)와 정전압(Constant Voltage) 두 가지 설정을 지원하며, 2전극 시스템(기준전극 불필요)으로 구성된다. 24-Well, 9 mm LED Array와 완벽 호환되어 전기광화학 반응 구현이 가능하다.
[그림 4]. HTe-Chem Electrochemistry Assembly (Para-dox® 24-Well 기반)7. 주요 액세서리EquaVAP® Evaporator는 병렬 반응 후 유기 용매를 균일하고 빠르게 증발시키는 전용 장비다. 내부 흐름 균일화로 모든 니들 포트에 동일한 출력을 분배하며, 스테인리스 스틸 니들로 광범위한 용매 호환성과 장기 내구성을 보장한다. 48-Well(2 mL), 96-Well(1 mL), 24-Well(9/18/20 mm) 라인업을 제공하며, 8인치 베이스의 컴팩트 설계로 소형 글로브박스 및 표준 흄 후드에 적합하다.
[그림 5]. EquaVAP® 48-Well & 96-Well Evaporator
<2026 KOREA LAB 신기술·우수제품 발표 세미나 현장 사진>‘반응 개발 가속화에 있어 고처리량 실험의 역할’에 관한 궁금한 내용은 본원고 자료를 제공한 (주)알토스를 통하여 확인 가능하다.Reference(참고문헌): Analytical Sales and Services catalog (Winter 2023-24), ACS Med. Chem. Lett. 2017, 8, 601-607; Org. Process Res. Dev. 2019Model Name(모델명): Para-dox® Reaction Block / Lumidox® II / HTe-ChemThe Person in Charge(담당자): Professor Houng, KangMaker(제조사): Analytical Sales and Service, Inc.Country of Origin(원산지): USAe-mail: sales@altoss.co.krData Services(자료제공): ALTOSS<이 기사는 사이언스21 매거진 2026년 8월호에 게재 되었습니다.>