HPLC vs UPLC 비교

HPLC는 검증된 신뢰성과 규제 친화성을 갖춘 기존 표준 기술로, 대부분의 QC 시험에 적합하다. 입자 크기(3~5 µm)가 크고 압력이 400 bar 이하라 유지보수가 용이하고 운용비가 낮지만 분석 속도가 느리고 용매 사용량이 많다.

UPLC는 입자 크기를 2 µm 미만으로 줄이고 압력을 1000 bar 이상까지 높여 분리 효율을 극대화한 기술이다. 분석 시간은 2~5분으로 단축되고 감도는 향상되지만, 장비 가격과 유지보수 비용이 높고 컬럼 수명이 짧으며 시료 전처리에 더 높은 청정도가 요구된다.

즉, HPLC는 규제 시험(QC)에, UPLC는 신속한 개발(R&D)에 각각 최적화된 구조다. 두 기술은 같은 이론을 기반으로 하지만 시스템 압력, 컬럼 구조, 유지보수 난이도, 그리고 비용 효율성에서 실질적인 차이를 가진다.

 

HPLC vs UPLC

1. 기술적 배경
HPLC(고성능 액체크로마토그래피)는 오랫동안 제약업계의 표준으로 자리해 온 분석기법으로, 압력이 최대 400 bar 수준이며 3–5 µm 입자 크기의 컬럼을 사용한다. 반면 UPLC(초고성능 액체크로마토그래피)는 1,000 bar 이상, 2 µm 미만 입자를 사용하는 차세대 기술이다. 이로 인해 분리 효율이 향상되고, 분석 시간이 20–45분에서 2–5분으로 단축되며, 용매 사용량도 70–80% 줄어든다.

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2. 실무적 차이점
HPLC는 장비 유지보수가 용이하고 오랜 기간 축적된 규제 데이터 덕분에 QC(품질관리) 분석에 적합하다.
UPLC는 속도, 감도, 해상도 측면에서 우수하지만, 장비 비용이 높고 관리 난이도가 크며 컬럼 수명이 짧다. 따라서 개발단계(R&D)나 고해상도 불순물 분석, 고속 스크리닝에 유리하다.

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3. 분석 성능 비교

항목HPLCUPLC

압력 범위	≤400 bar	≤1,200 bar
컬럼 입자 크기	3–5 µm	<2 µm
분석 시간	20–45분	2–5분
용매 사용량	많음	적음
감도	보통	높음
대표 용도	QC, 검증된 방법	연구개발, 신속 분석

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4. 방법 전이(Method Transfer)
HPLC에서 UPLC로 방법을 전환할 때는 컬럼 길이, 내경, 입자 크기, 유속(flow rate), 주입 부피, 구배 시간(gradient time)을 모두 재계산해야 한다.
예시로 250×4.6 mm(5 µm) HPLC 컬럼을 100×2.1 mm(1.7 µm) UPLC로 전환할 경우, 유속을 1.0→0.3 mL/min으로 낮추고 주입량을 10→1 µL로 줄여야 동일한 선속도를 유지할 수 있다.
이 과정에서 dwell volume 차이와 구배 지연을 보정하지 않으면 분리능이 저하된다.

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5. 운영 및 유지관리
UPLC는 고압 시스템이므로 시료 전처리(0.2 µm 필터), 용매 순도 관리, 주기적 플러싱이 중요하다. HPLC는 0.45 µm 필터로도 안정적이며 유지보수 주기가 길다.
UPLC의 고압 환경은 씰, 펌프헤드, 밸브 마모가 빨라 유지비가 높고, 장비 운용 인력의 숙련도 또한 요구된다.

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6. 경제적 분석
HPLC는 초기 투자비가 낮고, 규제기관에서 이미 검증된 수많은 분석법이 존재하기 때문에 QC 중심의 생산환경에 유리하다.
UPLC는 초기 투자와 소모품 비용이 높지만, 분석 속도와 용매 절감 덕분에 R&D 환경이나 대량 샘플 처리에서는 장기적으로 비용 절감 효과가 있다.

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7. 상호 호환성 문제
UPLC 컬럼을 HPLC 장비에 사용할 수 없으며(압력 초과 위험), 반대로 HPLC 컬럼은 UPLC 장비에서도 사용할 수 있지만 성능상 이점은 없다.
이를 보완하기 위한 절충안으로 2.6 µm 코어쉘(Core–Shell) 컬럼이 등장해 HPLC 압력 범위 내에서 UPLC 수준의 효율을 낼 수 있게 되었다.

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8. 미래 전망
최근 경향은 AI 기반 자동 최적화, 예지보전 기능, 저용매·고감도 시스템으로 발전하고 있으며, 장비 간 경계가 점차 좁혀지고 있다.
향후에는 HPLC와 UPLC의 하드웨어적 구분보다, 목적 기반의 ‘하이브리드 크로마토그래피 플랫폼’ 개념으로 통합될 가능성이 크다.

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요약하자면,
HPLC는 신뢰성과 규제 친화성이 강점인 안정된 분석 기술이고,
UPLC는 속도와 해상도로 차세대 분석 효율을 이끄는 고성능 시스템이다.
제약 QC에서는 여전히 HPLC가 주력이며, UPLC는 개발 및 고해상도 정밀분석용으로 병행 운용하는 형태가 가장 실용적이다.

 

 

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