생명공학의 발전 속도는 실로 눈부시다. 20세기 말 DNA와 관련된 연구의 등장과 함께 생물학은 눈부신 성장을 거듭하고 있다. 생명, 의학, 먹거리, 환경 등과 직접적으로 연결되어 있고, 인간의 삶에 직접적인 영향을 끼치는 학문 분야인 만큼 전 세계적으로 관심을 가지고 집중하고 있는 분야이다.

서울 강남에 있는 자연과학(주)은 이러한 생명과학 연구 분야의 첨단 기술과 그와 관련된 장비 및 소모품들을 국내에 소개하고 있는 기업이다.
(주)비엠에스의 계열사로 1997년 설립된 후 연구실 기초 장비뿐만 아니라 ‘Hamilton사의 Automated liquid handling system’ 등 생명과학 분야의 최첨단 기술 장비를 중점적으로 소개하며 성장하고 있다.
특히, 다년간 첨단 장비를 다룬 기술력을 바탕으로 다양한 Application 지원 및 서비스 부분에서 그 성과를 인정받으며 생명과학 연구에 필요한 신기술을 국내에 도입하는데 선두주자로 자리매김 중이다.

오랜 기간 한 분야에서 성장해 온 만큼 다양한 노하우와 지식, 기술력을 바탕으로 생명과학 연구자들과의 돈독한 상호 협력 및 지원 관계를 유지해 나가며 관련 분야의 발달에 앞장서고 있다.
더불어 고객을 중심으로 전 직원이 제품에 대한 전문성과 최상의 서비스를 겸비하기 위해 노력하는 중이며 생명공학 분야의 첨단 기술을 이끌 기업으로 목표 정진하고 있다.

‘Hamilton사의 Automated liquid handling system’으로 연구실 자동화 시장 선도
생명공학 분야에서 연구 장비의 자동화 시장은 지속적으로 성장하고 있다. 값비싼 인력과 함께 52시간 근무제가 시행되면서 더욱더 자동화 장비의 필요성이 부각되고 있다. 이같은 장비의 자동화는 업무의 효율을 높여주는 것은 물론 연구의 성과를 높여줌과 동시에 연구자들이 인간이기에 할 수 있는 실수들을 미연에 방지해 준다. 또한 생명과학 분야에서 더욱더 강화되는 품질 관리 기준을 위해 실험실 및 연구의 자동화는 필수 조건이 되고 있다.

자연과학(주)은 Hamilton사의 제품을 바탕으로 국내 자동화 장비 시장을 선도하고 있다. 특히 타사 대비 뛰어난 기술력을 바탕으로 국내 연구자들에게 보다 편하고 여유로운 실험 환경을 구축할 수 있도록 돕고 있다.

자연과학(주)의 대표 제품은 Hamilton사의 ‘Automated liquid handling system’이다.
회사에서 취급하고 있는 Microlab STAR line은 Automated liquid handling system으로써 제약 및 생명과학, 임상, 화학 등 모든 분야를 망라한 액체 시료 실험에서 연구의 자동화가 가능하도록 한 시스템이다.

오늘날 많은 응용 분야에서 정밀한 Tip 사용과 Positioning은 중요한 요소이다. 이를 위해 시스템은 Hamilton사의 독점적인 Compressed O-Ring Expansion(CO-RE) 기술을 사용하여 Tip의 탈·부착을 위해 수직 방향으로 가해지는 기계적 응력을 제거하여 에어로졸의 생산을 최소화하고 시스템의 안정성을 높였다.

또한 고정밀 전자동 Pipettor와 동일한 공기치환 방식(Air displacement pipetting)을 사용해 2차 오염이나 시료 희석의 위험을 현저히 줄였다. 1㎕부터 1㎖의 Volume까지 높은 정확도와 정밀도를 보여주며 복잡한 배관이 없기 때문에 견고성 및 유지 보수가 용이하다.

Monitored Air Displacement(MAD) 기술을 더해 Pipetting channel 내부의 압력변화를 모니터링 함으로써 흡입 단계에서 Clot 또는 Empty well을 실시간으로 감지 할 수 있으며 휘발성이 높은 용매도 무리 없이 사용할 수도 있다. MAD는 분주 상태를 실시간으로 추적하고 피드백을 제공함으로써 연구 과정의 문제점을 파악하기 쉽고, 원하는 결과를 도출하는 데 유용하다.
또한 옵션으로 추가 가능한 Total Aspiration and Dispense Monitoring(TADM) 기능은 취급에 주의가 필요한 Sample(e.g. in vitro Diagnostics or DNA Forensics)을 사용하는 동안 흡입 및 분주 단계를 실시간으로 모니터링함으로써 Sample 분주 상태를 세분화하여 기록할 수 있다.
제품에는 일반적으로 사용하는 NGS Library prep, Compound screening, ELISA 등의 어플리케이션을 적용하여 활용할 수 있다.

Microlab NIMBUS line은 STAR line의 작은 Version의 제품이다. 작지만 우수한 성능을 자랑하며 사용자의 요구에 따라 장비의 구성이 가능해 다양한 응용 및 실험에 적용할 수 있다. 이 제품은 사용이 간편한 것이 가장 큰 특징이지만 처리량이 작은 것 빼고는 모든 기능이 STAR line과 동일하다.

Hamilton사의 Automated sample management system, Dispendix사의 I-DOT One 등 다양한 시스템 선보여
자연과학(주)의 다른 주요 제품으로는 Hamilton사의 Automated sample management system와  Dispendix사의 I-DOT One 등이 있다.
Hamilton사의 Automated sample management system은 제약 및 생명과학, 임상, 화학 등 모든 분야의 Sample 및 Compound를 효과적으로 보관하기 위한 자동화 장비다. 보관하고자 하는 Sample에 적합하고 안정적인 온도를 구현하여 최적화된 환경을 조성한다. 바코드를 이용하여 Sample을 쉽게 추적할 수 있도록 관리할 수 있으며 활용에 따라 BiOS, Verso, SAM HD 등의 모델을 선택할 수 있다.

 I-DOT-One(Dispendix automated non-contact pressure based liquid handling)시스템은 극소량의 액체 시료 분주를 위한 고성능 자동화 분주 장비로 Nanoliter 단위부터 Microliter 단위의 액체 시료를 분주할 수 있다. 특허받은 Non-contact & Pressure-based dispensing 기술을 통해 시료의 2차 오염이 없이 정확하고 안정적인 분주가 가능하다.
Dispensing plate 내에서 Dead volume이 거의 필요하지 않기 때문에, 고가의 시약이나 시료를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 자체적으로 제공되는 프로그램을 통해 시료 상태와 분주 방식의 지속적인 관리가 용이하며, Manual 실험에서 발생할 수 있는 오차를 최소화한다. 또한, 자동화장비간의 연계를 통해 시료의 전처리부터 결과 분석까지 One-step system으로 구축할 수 있다.
비접촉식 압력기반의 분주 방식을 통해 시료의 오염 방지와 정확한 양의 극소량 분주가 가능하다. Source plate를 사용하면 최소 10nL부터 최대 80uL까지 분주가 가능하며 SBS format의 Microplate를 Target으로 사용할 수 있다. (96, 384, 1,536, 3,456 Plate)
한 번 작동 시 최대 96종류의 시료 분주가 가능하며, Well마다 각기 다른 Volume을 지정할 수 있어 사용이 편리하다. 분주 속도가 매우 빨라 실험에 필요한 시간을 단축시킬 수 있으며 Target site의 Customizing을 통해 PCR Preparation, Single cell seeding, Array generation, Serial dilution 등의 다양한 종류의 어플리케이션에 활용할 수 있어 활용도가 높다.

이러한 시스템들은 연구자가 기존에 사용하고 있는 실험 Protocol과 동일하게 자동화할 수 있도록 자연과학(주)에서 세팅해 주고 있기 때문에 기존 시스템에서 위의 시스템으로 변경할 때도 새로운 시스템에 적응해야 하는 번거로움을 덜 수 있다. 제품에 이상에 생겼을 때는 물론 고객의 추가적인 요구사항이나 수정사항에도 적극적으로 대처하고 있어 고객들의 만족도가 높다.

‘단순, 명료, 절제’의 가치로 고객과 동반성장 중
“진행하시는 실험에 따라 각 실험 특성에 맞춘 서드 파티 장비와 함께 구성된 장비로 더욱 효과적인 자동화 시스템을 구축해드립니다.”
자연과학(주)은 20여 년이 넘는 기간 동안 ‘단순, 명료, 절제’를 주요 가치로 성장해 왔다. 단순하면서도 효율적으로 일을 진행하는 것을 중요시하고, 업무 과정은 보다 명료하게, 그리고 업무를 수행하는 태도에서는 정도를 넘지 않고 절제를 하는 것에 중점을 두고 고객의 요구 사항, 실험 및 예산에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공하고 있다.

자연과학(주)은 앞서 소개한 제품 외에도 Micoscopy & Imaging, Automation & HTS, Molecular biology, Cell biology, Drug discovery 연구 등과 관련된 다수의 제품을 소개하며 생명공학 연구 자동화 분야의 선도주자로서 활약하고 있다.
앞으로도 ‘단순, 명료, 절제’라는 원칙하에 국내 생명과학 연구 분야 발전에 이바지하고 고객과 함께 꾸준히 동반 성장할 예정이다.

취재기자 / 박아영(reporter3@s21.co.kr)

<이 기사는 사이언스21 매거진 2019년 9월호에 게재 되었습니다.>