미세유체 기술을 활용한 전임상 약물동태학(PK) 연구 중 전기화학발광 분석법(ECLA)의 문제점 극복
전임상 약물동태학(PK) 연구 분야에서 생물학적 샘플 내 단일클론항체(MAbs)의 정확한 측정은 매우 중요합니다. 전기화학발광(ECL) 기술을 기반으로 하는 것과 같은 면역 분석법(Immunoassays)은 이러한 측정에 필수적입니다.
하지만 ECL 분석법(ECLA) 자체에도 몇 가지 문제점이 있습니다. 본 글은 과학자 및 기술자들이 ECL 분석법을 구현할 때 직면하는 몇 가지 일반적인 어려움을 깊이 파고들고, 면역 분석법 워크플로우 자동화 및 효율화를 위한 획기적인 해결책으로 미세유체 기술을 소개합니다.
플레이트 기반 ECL 분석법의 4가지 일반적인 문제점
- 느린 분석 속도와 낮은 처리량 : 전통적인 ECL 분석법은 여러 배양 단계와 광범위한 수작업이 필요하여 종종 느립니다. 느린 속도는 처리량을 제한하여 약물 개발 과정의 의사 결정에 필요한 중요한 데이터 확보를 지연시킵니다. 낮은 처리량은 특히 대량 테스트 단계에서 상당한 병목 현상이 될 수 있습니다.
- 수동 피펫팅 : 수동 피펫팅은 노동 집약적이고 시간이 많이 소요되는 과정으로, 단일 분석을 완료하는 데 몇 시간이 걸리기도 합니다. 이는 인적 오류의 가능성을 높일 뿐만 아니라, 데이터 분석 및 해석에 더 유용하게 사용할 수 있는 귀중한 기술자 시간을 소모합니다. 수동 피펫팅은 또한 결과의 재현성과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있는 가변성을 유발합니다.
- 분석 결과 간섭 : 혈청 또는 혈장과 같은 생물학적 매트릭스에는 분석 결과와 간섭을 일으킬 수 있는 다양한 비특이적 결합 성분이 포함되어 있습니다. 이러한 성분은 높은 배경 잡음(background noise)을 유발하여 면역 분석법의 민감도와 정확도를 저하시킬 수 있습니다. 이러한 간섭을 관리하려면 추가적인 단계와 통제가 필요하여 워크플로우가 더욱 복잡해집니다.
- 높은 필요 용량 : ECL 분석법은 상당한 양의 샘플과 시약을 필요로 하는 경우가 많으며, 이는 마우스 모델에서 얻은 샘플과 같이 제한적이거나 귀중한 샘플로 작업할 때 특히 문제가 될 수 있습니다. 높은 용량의 필요성은 수행할 수 있는 분석 수를 제한하여 전체 처리량을 감소시키고 연구의 견고성을 손상시킬 수 있습니다.
미세유체 기술로 면역 분석법 워크플로우 간소화
Gyrolab® 플랫폼이 사용하는 CD(콤팩트 디스크) 형식의 미세유체 기술은 이러한 ECL 문제에 정면으로 대응하여 면역 분석법에 대한 간소화되고 자동화된 접근 방식을 제공합니다.
실험실 관리자 및 과학자들은 이 대체 솔루션을 통해 어떻게 직접적으로 이점을 얻을 수 있을까요?
- 자동화 및 정밀도 : Gyrolab® 시스템은 나노리터(nanoliter) 규모의 미세유체를 사용하여 면역 분석법을 자동화함으로써 수동 개입의 필요성을 크게 줄입니다. 원심력과 모세관 현상을 활용하여 시스템은 CD당 최대 112개의 데이터 포인트 처리를 정밀하게 제어합니다. 이러한 자동화는 인적 오류를 최소화하고 재현성을 향상시키며 기술자 시간을 더 중요한 작업에 활용할 수 있도록 해줍니다.
- 낮은 샘플 필요 용량 : 미세유체 기술의 가장 뛰어난 특징 중 하나는 최소한의 샘플 용량 요구량입니다. Gyrolab® 플랫폼은 5-10 µL의 적은 샘플 용량으로 작동할 수 있어, 샘플 가용성이 제한적인 연구에 이상적입니다. 이러한 기능은 귀중한 샘플을 보존할 뿐만 아니라, 단일 채취 샘플에서 여러 분석을 수행할 수 있게 하여 데이터 품질과 연구의 견고성을 향상시킵니다.
- 매트릭스 간섭 감소 : 미세유체 CD 형식은 비특이적 결합 성분과 샘플의 상호작용 시간을 줄여 배경 잡음을 최소화합니다. 약 6초에 불과한 이러한 짧은 접촉 시간은 특히 복잡한 생물학적 매트릭스에서 더 높은 분석 민감도와 정확도를 보장합니다. 그 결과 더 깨끗한 데이터와 표적 분석물의 더 신뢰할 수 있는 정량화가 가능해집니다.
- 속도 및 처리량 : Gyrolab® 기술은 긴 배양 및 여러 수동 처리 단계의 필요성을 제거하여 분석 실행 시간을 약 1시간으로 단축합니다. 이러한 가속화된 워크플로우는 처리량을 증가시킬 뿐만 아니라 당일 데이터 확보를 가능하게 하여 신속하고 데이터 기반적인 의사 결정을 촉진합니다. 한 번의 실행으로 여러 CD를 처리할 수 있는 능력은 처리량을 더욱 향상시켜 대량 테스트 캠페인에 매우 귀중한 도구가 됩니다.
전임상 약물동태학 연구에서 면역 분석법 워크플로우의 복잡성을 탐색하는 것은 어려울 수 있지만, 미세유체 기술은 강력한 해결책을 제공합니다. Gyrolab® 플랫폼은 높은 용량 요구량, 수동 피펫팅, 배경 잡음, 느린 분석 속도와 같은 문제점을 해결함으로써 프로세스를 간소화하고 자동화하여 생산성 및 데이터 품질을 향상시킵니다.
바이오 제약 산업이 계속 발전함에 따라, Gyrolab 플랫폼과 같은 혁신적인 기술을 수용하는 것은 돌파구 가속화와 약물 개발 성공을 이끄는 데 도움이 될 수 있습니다.
문의 : 고마바이오텍(주) (02-579-8787)