개척의 역사 - 당뇨병 검사

헤모글로빈 A1c (HbA1c) 분획 측정 장치 개발

세계 최초 헤모글로빈A1c 분획 측정 장치 (AUTO A1c)
세계 최초 헤모글로빈
A1c 분획 측정 장치 (AUTO A1c)

1979 년 여름, 새로운 기구의 개발 주제가 결정되고, 기계, 전기, 소프트웨어 기술자 6 ~ 7 명으로 이루어진 개발 팀이 편성되었습니다. 개발 주제는 세키스이 화학 공업 (주) 중앙 연구소가 오사카 시립 대학 의학부와 공동 연구하고 있던 헤모글로빈 A1c(HbA1c)의 분석 컬럼을 이용한 측정기의 개발이었습니다. 당시에는 측정기가 매우 비싼데다 다루기 어렵고, 측정에 24 시간이나 걸렸기 때문에 실용적이지 않았습니다. 개발 팀의 목표는 HbA1c 측정을 전문 지식이 없는 사용자들도 일상적인 임상 검사 기기로 사용할 수 있는 단일 항목의 전용 측정기를 만드는 것이었습니다.

헤모글로빈 A1c와 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)법

HbA1c는 헤모글로빈(단백질)이 포도당(설탕)과 결합한 당화 단백질의 일종입니다. 전체 헤모글로빈 중 약 4 ~ 15 %가 포함되어 있습니다. HbA1c가 지난 2 개월간의 평균 혈당 농도를 반영하므로, 당뇨병의 진단과 치료에 필수적인 검사 항목의 하나입니다.

HbA1c를 측정하려면 헤모글로빈을 다양한 헤모글로빈으로 분리하여 비율을 계산하는 분획 정량이 필요합니다. 액체 크로마토그래피 (Liquid Chromatography, LC) 법으로 측정하는 것이 일반적이었습니다 .

Mikhail S. Tswett  (1872-1919)
Mikhail S. Tswett
(1872-1919)

액체 크로마토그래피는 오랜 역사를 지니고 있습니다. 러시아의 식물학자가 발견한 것에서 비롯되었다고 합니다. 러시아 식물학자 Mikhail S. Tswett (1872-1919)는 식물 색소 (엽록소) 성분을 석유 에테르와 함께 탄산 칼슘 층에 통과시키면 색소 성분이 분리되는 것을 발견했습니다. 더욱 고속화된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 이제 분리 분석에 필수 사항이 되었습니다.

개발 당시 HPLC는 범용 장비로 시판되고있었습니다. 하지만 거대한 시스템인데다 안정적인 상태를 유지하려면 숙련된 운영자가 필요한 복잡한 시스템이었기 때문에 대학 연구실과 분석 전문 기업이나 일부 검사 센터에서만 사용하였습니다. 또한, 유량 · 압력 · 온도 · 분리 컬럼의 상태 등의 미세한 변화도 분석 결과에서 큰 변화를 초래하기 때문에 임상 현장에서의 측정과 같은 정량 시험에 적합하지 않다고 여겨졌습니다.
이런 상황에서 우리 기술진은 어떻게 하면 임상 현장에서 HPLC를 이용할 수 있을지 열심히 연구했습니다.
그리고 그 열쇠는 시스템의 동작 안정성과 가격에 있다고 결론 지었습니다. HPLC는 송액시의 압력이 50Kg/cm2 이상(수심 500m와 같은 압력) 매우 높아질 수 있으므로 고압 송액 펌프, 고압 밸브, 고압 차단기 등 일반 자동 생화학 실험 기구에서는 찾아보기 힘든 부품을 더 포함해야했습니다. 이러한 부품을 모두 구매하려면 수천 만엔의 비용이 필요했습니다. 그래서 그때까지 축적된 HPLC 기술을 최대한 이용해 부품을 사내 제작하기로 했습니다. 데드 볼륨이 작고 직선성이 좋은 유량 세포 광학 시스템 개발, 맥동이 적은 고압 펌프의 개발, 고압 분사 밸브의 개발, 동적 범위가 넓은 부동 소수점 계산 소프트웨어 개발, 신규 마이크로컴퓨터 시스템 제어 등 기술상의 문제점 대부분은 개발팀이 처음 겪는 것 뿐이었습니다. 위와 같은 기술적 문제를 차례차례 해결해 고품질이면서 저렴한 부품을 만들었고, 일반 병원이나 검사 센터에서 받아 들여지는 고성능에 합리적인 가격의 HPLC 시스템을 개발 했습니다.
당사는 장비 개발을, 세키스이 화학 공업은 분리 컬럼 개발을 맡았습니다. 이렇게 해서 세계 최초의 HPLC 탑재 HbA1c 분획 정량 장비 HA-8110이 탄생했습니다.

HA8180T_fs.jpg
최신 모델 ADAMS A1c HA-8180V

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