TN-1429 (USP) + TN-1444 (Ph. Eur.) · Phenomenex Technical Note 2건 통합 해설
치수 그대로, 입자만 코어셀로
USP 조건 그대로 Kinetex 5 µm C18(150 × 4.6 mm)을 쓰자 멜라토닌 머무름이 정량 37.6%(6.78 → 4.24분), 유연물질 41.8% 단축
USP: HPLC → UHPLC
Luna Omega 1.6 µm C18(50 × 2.1 mm, 완전다공성)로 L/dp 30 → 31.25(+4.17%). 유연물질 그라디언트 25 → 2.67분, 분리도 5.4로 기준(NLT 4.0) 충족
Ph. Eur.: 1.8 → 1.6 µm
치수(50 × 4.6 mm)는 그대로, 입자경만 바꿔 L/dp +12.50%. Luna Omega C18·Polar C18 모두 p/v 최소 5.0 기준 충족(6.6 · 10.2)
약전 모노그래프의 크로마토그래피 조건은 "이 범위 안에서는 바꿔도 재밸리데이션 없이 같은 시험으로 본다"는 여지를 둡니다. 미국약전은 일반 시험법 USP <621>, 유럽약전은 Ph. Eur. 2.2.46에 그 범위를 적어 둡니다. 비유하면 요리책 레시피의 "냄비 크기를 바꾸면 불 세기와 시간은 이렇게 맞추라"는 환산표입니다. 환산표를 지키면 같은 요리로 인정받고, 벗어나면 새 레시피로 다시 검증해야 합니다.
컬럼 길이(L)를 입자경(dp)으로 나눈 값으로, 컬럼이 낼 수 있는 분리 능력의 대리 지표입니다. 입자가 작으면 같은 분리를 더 짧은 컬럼으로 얻을 수 있다는 원리를 숫자로 묶은 것입니다. 두 원문이 옮겨 적은 규칙은 이 값이 일정하거나 원래 값의 -25%~+50% 사이면 된다는 것입니다. 그래서 길이·내경·입자경 각각에는 개별 한도가 "Not specified"로 적혀 있습니다. 개별 값이 아니라 비율로 관리한다는 뜻입니다.
Kinetex는 단단한 코어 위에 다공성 껍질을 입힌 코어셀(Core-Shell) 입자입니다. 분석물이 드나드는 거리가 짧아 같은 5 µm라도 피크가 좁고 빨리 끝납니다. Luna Omega는 입자 전체가 다공성인 완전다공성(Fully Porous) 입자로, 이 두 원문에서는 1.6 µm 소입자(UHPLC급)와 5 µm가 쓰였습니다. 즉 이 페이지의 속도 개선은 "코어셀로 같은 치수 유지"와 "완전다공성 소입자로 치수 축소"라는 두 다른 경로에서 나옵니다.
큰 피크 옆에 작은 피크가 붙어 나올 때, 작은 피크의 높이를 두 피크 사이 골짜기 높이로 나눈 값입니다. 기저선까지 완전히 떨어지지 않는 불순물 쌍에서 분리 정도를 읽기 좋아, Ph. Eur. 멜라토닌 모노그래프는 멜라토닌–불순물 D 사이에 이 값 최소 5.0을 요구합니다. USP는 같은 성격의 판정을 MRC A–멜라토닌 분리도(Resolution)로 합니다.
두 원문의 허용 조정 표(TN-1429 Table 2, TN-1444 Table 1)에 적힌 항목과 수치만 옮겼습니다. 온도·pH·검출 파장·완충액 농도 등 두 규정의 나머지 조항은 이 두 원문에 별도 수록되지 않아 싣지 않았습니다.
| 항목 | 허용 범위 (두 원문 표 기재 문구) | USP 사례 (TN-1429) 원 조건 → 조정 후 | Ph. Eur. 사례 (TN-1444) 원 조건 → 조정 후 |
|---|---|---|---|
| 길이 L · 내경 dc · 입자경 dp | 개별 한도 Not specified (L/dp로 관리) | 150 × 4.6 mm, 5 µm → 50 × 2.1 mm, 1.6 µm | 50 × 4.6 mm, 1.8 µm → 50 × 4.6 mm, 1.6 µm |
| L/dp | 일정하게 유지하거나 원래 비율의 -25% ~ +50% | 30 → 31.25 (+4.17%) | 27.78 → 31.25 (+12.50%) |
| 유속 F | 컬럼 치수를 바꿀 때 선속도를 유지하도록 조정 허용 | 1.0 → 0.651 mL/min | 1.5 → 1.688 mL/min |
| 그라디언트 시간 | tG2 = tG1 × (F1/F2) × (L2·dc2²)/(L1·dc1²) | 7 · 15 · 18 · 25분 → 0.75 · 1.60 · 1.92 · 2.67분 | 20 · 36분 → 17.78 · 32.00분 |
| 주입량 | 정밀도·검출한계가 충족되는 한 줄일 수 있음 | 10 → 0.7 µL | 10 µL 유지 |
| 적용 대상 | — | 정량(등용매) + 유연물질(그라디언트) | 정량 + 유연물질 (원문 조건표에는 그라디언트 1종만 수록) |
※ 두 규정의 차이는 표 문구가 아니라 출발점에 있습니다. 두 원문의 허용 조정 칸은 L/dp·유속·그라디언트 식·주입량 모두 같은 문구입니다. 그래서 이 표의 "허용 범위" 칸은 한 칸으로 합쳤습니다. 같은 규칙을 적용해도 USP는 L/dp 여유를 거의 쓰지 않고 (+4.17%) 치수를 크게 줄였고, Ph. Eur.는 치수는 두고 입자경만 바꿔 여유를 더 썼습니다(+12.50%).
※ 유속 칸의 문구는 "치수 변경 시 선속도 유지"지만, 실제 조정값은 입자경 변화도 반영한 값과 맞습니다(컬럼피아 역산: 1.0 × (2.1/4.6)² × (5/1.6) ≈ 0.651, 1.5 × (1.8/1.6) ≈ 1.688). 원문 표에는 이 계산식이 실려 있지 않습니다.
| 파라미터 | USP 원본 (TN-1429) | USP 현대화 (UHPLC) | Ph. Eur. 원본 (TN-1444) | Ph. Eur. 조정 후 |
|---|---|---|---|---|
| 컬럼 | Luna Omega 5 µm C18 (00F-4785-E0) Kinetex 5 µm C18 (00F-4601-E0) 둘 다 150 × 4.6 mm | Luna Omega 1.6 µm C18, 50 × 2.1 mm (00B-4742-AN) | Agilent Eclipse Plus 1.8 µm C18, 50 × 4.6 mm (959941-902) 원문: 이 방법이 처음 개발된 컬럼 | Luna Omega 1.6 µm C18 (00B-4742-E0) Luna Omega 1.6 µm Polar C18 (00B-4748-E0) 둘 다 50 × 4.6 mm |
| 입자 성격 | Luna Omega = 완전다공성 · Kinetex = 코어셀 | 완전다공성 | 원문에 별도 수록되지 않음 | 완전다공성 |
| 이동상 | A: Acetonitrile / B: 0.5 g/L monobasic potassium phosphate in water, phosphoric acid로 pH 3.50 정량: Solution A / Solution B (25:75) 등용매 | 좌동 | A: 2.45 g/L potassium dihydrogen phosphate, 235 g/L phosphoric acid로 pH 3.0 / B: Acetonitrile 희석액 Acetonitrile / Water (20:80) | 좌동 |
| 그라디언트 | 유연물질 %B: 0분 75 → 7분 75 → 15분 20 → 18분 75 → 25분 75 | 0분 75 → 0.75분 75 → 1.60분 20 → 1.92분 75 → 2.67분 75 | %A/%B: 0분 90/10 → 20분 70/30 → 36분 30/70 | 0분 90/10 → 17.78분 70/30 → 32.00분 30/70 |
| 유속 | 1 mL/min | 0.651 mL/min | 1.5 mL/min | 1.688 mL/min |
| 주입량 | 10 µL | 0.7 µL | 10 µL | 10 µL |
| 온도 · 검출 | 25 ºC · UV 222 nm | 좌동 | 25 °C · UV 225 nm | 좌동 |
| LC System | Waters Arc HPLC with PDA | 좌동 | Waters Arc HPLC with PDA | 좌동 |
※ USP 현대화 칸의 그라디언트는 유연물질 시험 기준입니다. 정량 시험(등용매)의 UHPLC 조건 중 총 분석시간은 원문에 표로 실려 있지 않습니다. Ph. Eur. 조정 후 그라디언트 시간은 치수가 같아 유속 비(1.5 / 1.688)만으로 줄어든 값입니다(20 × 1.5 / 1.688 ≈ 17.78). Ph. Eur. 원문 조건표에는 그라디언트가 1종만 실려 있는데, 정량 크로마토그램(참조액 c)의 멜라토닌은 약 2.5분, 유연물질(참조액 b)은 약 6.9분에 나옵니다. 정량 시험의 별도 프로그램 여부는 원문에 별도 수록되지 않았습니다.
이 페이지는 두 원문의 조건표를 비교에 필요한 항목 위주로 간추렸습니다. 표준품 목록과 CAS 번호(USP: 멜라토닌 · Melatonin Related Compound A / Ph. Eur.: 멜라토닌 · 불순물 A~D), 멜라토닌 구조식(각 원문 Figure 1), 모노그래프 적합성 기준의 원문 문구는 각 원문에 그대로 수록되어 있습니다.
| 시험 · 항목 | Luna Omega 5 µm C18 150 × 4.6 · 완전다공성 | Kinetex 5 µm C18 150 × 4.6 · 코어셀 | Luna Omega 1.6 µm C18 50 × 2.1 · 완전다공성 | 기준 |
|---|---|---|---|---|
| 정량 · 멜라토닌 RT (분) | 6.783 | 4.236 | 0.769 | — |
| 정량 · 분리도 (MRC A–멜라토닌) | 26.1 | 20.7 | 5.4 | NLT 4.0 |
| 정량 · 면적 %RSD (N=6) | 0.02 | 0.05 | 0.51 | NMT 2.0 |
| 유연물질 · 멜라토닌 RT (분) | 7.435 | 4.329 | 0.762 | — |
| 유연물질 · 분리도 | 26.1* | 21.0 | 5.4 | NLT 4.0 |
| 유연물질 · 면적 %RSD (N=6) | 0.06 | 0.17 | 0.14 | NMT 2.0 |
* 원문 요약표(Table 4)는 26.1로 적었으나, 같은 시험의 크로마토그램 결과표(Figure 4)에는 27.0으로 기재되어 있습니다. 어느 쪽이든 기준(NLT 4.0)은 크게 넘습니다. UHPLC 전환의 총 분석시간 단축률은 원문 본문에 88.6%, 결론에 89.32%로 서로 다르게 적혀 있습니다. 89.32%는 유연물질 그라디언트 25 → 2.67분과 일치합니다(컬럼피아 계산). 또 원문 3쪽의 UHPLC 정량 반복 주입 그림은 본문이 가리키는 Figure 11 자리에 "Figure 5"라는 제목으로 인쇄되어 있습니다.
| 시험 · 항목 | Eclipse Plus 1.8 µm C18 원 방법 (As such) | Luna Omega 1.6 µm C18 2.2.46 조정 | Luna Omega 1.6 µm Polar C18 2.2.46 조정 | 기준 |
|---|---|---|---|---|
| 정량 · 멜라토닌 RT (분) | 2.452 | 2.468 | 2.828 | — |
| 정량 · Symmetry / EP plate count | 1.2 / 7439 | 1.1 / 9190 | 1.2 / 9632 | — |
| 정량 · 면적 %RSD (참조액 c, N=6) | 0.05 | 0.06 | 0.03 | — |
| 유연물질 · p/v 멜라토닌–불순물 D (참조액 b) | 8.2 | 6.6 | 10.2 | 최소 5.0 |
| 유연물질 · 면적 %RSD (참조액 a, N=6) | 0.98 | 0.96 | 0.52 | — |
| 0.1% 첨가 표준액 · 불순물 B/C 분리 | p/v 2.3 | p/v 5.2 | 분리도 1.8 (용리 순서 C → B) | 원문에 별도 기준 없음 |
| 0.1% 첨가 표준액 · p/v 멜라토닌–불순물 D | 10.3 | 6.2 | 10.1 | — |
※ "—"는 원문 요약표에 한도가 적혀 있지 않은 항목입니다. 모노그래프 적합성 기준은 멜라토닌–불순물 D p/v 최소 5.0 하나이며, 세 컬럼 모두 이를 충족했습니다. 불순물 B/C 분리값은 원문이 컬럼 간 차이로 제시한 참고치이지 판정 기준이 아니므로, 원 방법 컬럼의 2.3을 "부적합"으로 읽으면 안 됩니다. 이 표의 컬럼 간 수치 차이는 제조사가 제시한 시험 조건의 결과이며 컬럼피아가 재현한 값이 아닙니다.

코어셀 Kinetex로 치수와 조건을 그대로 둔 정량 적합성 용액. MRC A 1.648분, 멜라토닌 4.236분, 분리도 20.7로 기준(NLT 4.0)을 크게 넘습니다. 같은 치수의 완전다공성 Luna Omega 5 µm에서는 멜라토닌이 6.783분이었습니다.

USP <621> 조정으로 UHPLC에 옮긴 결과. 멜라토닌이 0.769분에 나오고 분리도는 5.4 입니다. 분리도 자체는 HPLC(26.1)보다 크게 줄었지만 기준은 충족합니다. 여유가 줄어든 만큼 기기 분산 관리가 중요해지는 지점입니다.

불순물 0.1% 첨가 표준액. 불순물 A 0.595분, B 2.038분, C 2.127분, 멜라토닌 6.869분, D 7.466분 순입니다. B/C 사이 p/v는 5.2, 멜라토닌–D는 6.2입니다. 확대 삽입도에서 B와 C가 골짜기를 사이에 두고 갈라지는 모습을 볼 수 있습니다.

같은 시료를 Polar C18로 분석한 결과. 불순물 C(2.289분)가 B(2.432분)보다 먼저 나와 용리 순서가 뒤바뀌었고, 둘 사이 분리도는 1.8입니다. 멜라토닌–D p/v는 10.1입니다. 원문은 이 순서 역전이 모노그래프 기준을 벗어나지 않는다고 봅니다. 두 불순물이 참조액으로 식별되고 각자의 한도로 정량되기 때문입니다.
이 페이지에 싣지 않은 그림·표는 원문에서 확인하세요. TN-1429에는 세 컬럼 각각의 정량·유연물질 적합성 크로마토그램과 6회 반복 주입 오버레이(Figure 2~13)가, TN-1444에는 참조액 (a)(b)(c) 크로마토그램, 개별 불순물 1% 오버레이 (피크 확인용), 원 방법 컬럼 결과(Figure 2~16)가 모두 실려 있습니다.
두 원문이 옮겨 적은 허용 조정 규칙은 L/dp -25%~+50%, 선속도 유지 유속, 같은 그라디언트 환산식, 주입량 축소 조항까지 문구가 같습니다. 그런데 결과의 성격은 전혀 다릅니다. USP 모노그래프는 5 µm, 150 × 4.6 mm에서 출발하므로 소입자 단컬럼으로 옮기면 분석시간이 한 자릿수 분으로 줄어듭니다. Ph. Eur. 모노그래프는 이미 1.8 µm, 50 × 4.6 mm라서 1.6 µm로 옮겨도 그라디언트는 36 → 32분 정도로만 짧아집니다(컬럼피아 계산, 원문은 단축률을 제시하지 않음). Ph. Eur. 측 원문은 이 작업을 "대체 컬럼 플랫폼" 제공으로 설명합니다.
Kinetex 5 µm C18은 길이·내경·입자경이 모노그래프와 같아 L/dp도, 유속도, 그라디언트도 손대지 않았습니다. 원문 요약표도 이 결과를 "Modernization"이 아닌 "USP method" 칸에 둡니다. 그런데도 멜라토닌 머무름은 정량에서 6.78 → 4.24분 (37.6%), 유연물질에서 7.435 → 4.329분(41.8%)으로 줄었습니다. 분리도는 20.7·21.0으로 기준의 다섯 배 이상입니다. UHPLC 장비가 없거나 기존 HPLC 압력 한도 안에서 움직이고 싶은 실험실에게는 가장 문턱이 낮은 선택지입니다. 다만 유연물질 시험은 그라디언트 프로그램(25분)을 그대로 쓰므로, 주입 간격 자체가 줄어드는지는 원문에서 확인되지 않습니다. 줄어든 것은 멜라토닌 피크가 나오는 시점입니다.
Luna Omega 1.6 µm C18(50 × 2.1 mm)로 옮긴 USP 방법은 분리도가 26.1 → 5.4로 줄었습니다. 기준 NLT 4.0에 대한 여유가 크지 않다는 뜻입니다. 정량 면적 %RSD도 0.02 → 0.51로 커졌습니다(기준 NMT 2.0 이내). 주입량이 0.7 µL로 작아지고 피크 폭이 좁아지면 시스템의 컬럼 외 분산과 주입 정밀도가 결과에 그대로 드러납니다. 원문은 Waters Arc HPLC with PDA로 이 결과를 얻었다고만 적고 배관·셀 사양은 싣지 않았으므로, 자사 기기에 옮길 때는 분리도와 %RSD를 먼저 재확인하십시오.
Ph. Eur. 사례에서 Luna Omega Polar C18은 멜라토닌–D p/v가 10.2로 세 컬럼 중 가장 높았고, 원문은 불순물 A의 피크 모양도 좋아졌다고 적습니다. 반면 불순물 B와 C의 용리 순서가 바뀌었습니다. 원문은 두 불순물이 참조액으로 식별되고 각자 한도로 정량되므로 모노그래프 기준을 벗어나지 않는다고 판단합니다. 실무에서는 이 판단이 개별 불순물 표준품으로 피크를 확인했을 때만 성립한다는 점이 중요합니다. 원문도 개별 불순물 1% 오버레이 (Figure 6·11·16)로 피크를 확인했습니다. 상대 머무름 시간만으로 피크를 귀속하는 SOP라면 Polar C18 전환 전에 절차부터 고쳐야 합니다.
두 원문이 적은 CAS 번호를 대조하면, USP의 Melatonin Related Compound A와 Ph. Eur.의 Impurity C가 같은 번호(608-07-1)로 기재되어 있습니다. 두 약전을 함께 운용하는 실험실이라면 표준품 관리 대장에서 이 대응 관계를 명시해 두면 혼선을 줄일 수 있습니다. 다만 두 시험은 이동상 pH(3.50 vs 3.0), 완충액 농도, 검출 파장(222 vs 225 nm)이 달라 머무름 거동을 서로 옮겨 쓸 수는 없습니다.
두 원문 결과를 근거로 한 컬럼피아의 정리입니다. 최종 적용은 자사 기기에서 시스템 적합성을 재확인한 뒤 판단하십시오.
| 우리 랩 상황 | 권장 경로 | 근거 (원문 수치) | 주의 |
|---|---|---|---|
| USP 시험, HPLC만 보유 | Kinetex 5 µm C18 150 × 4.6 mm (코어셀, 동일 치수) | 멜라토닌 RT 37.6~41.8% 단축, 분리도 20.7·21.0 | 유연물질 그라디언트 25분은 그대로 |
| USP 시험, UHPLC 보유 · 처리량 우선 | Luna Omega 1.6 µm C18 50 × 2.1 mm (완전다공성) | 그라디언트 25 → 2.67분, 분리도 5.4, %RSD ≤ 0.51 | 분리도 여유 축소 · 기기 분산 점검 필수 |
| Ph. Eur. 시험, 1.8 µm 컬럼 수급 대안 필요 | Luna Omega 1.6 µm C18 50 × 4.6 mm | p/v 6.6 (기준 5.0), 불순물 B/C p/v 5.2 | 유속 1.688 mL/min · 그라디언트 재환산 |
| Ph. Eur. 시험, 멜라토닌–D 여유·불순물 A 모양 개선 원함 | Luna Omega 1.6 µm Polar C18 50 × 4.6 mm | p/v 10.2, 참조액 (a) %RSD 0.52 | B/C 용리 순서 역전 · 개별 표준품 확인 필수 |
TN-1429: USP Method Modernization of Melatonin and its Organic Impurities using USP <621> Allowable Adjustments
D N Arunkumar, Rajesh Babu Dandamudi, PhD (Phenomenex India); Sean Orlowicz (Phenomenex Inc.)
TN-1444: Verification of Melatonin and its Related substances using Ph. Eur. Chapter 2.2.46 Allowable Adjustments
D N Arunkumar, Rajesh Babu Dandamudi, PhD (Phenomenex India); Heiko Behr (Phenomenex Ltd. Deutschland); Sean Orlowicz (Phenomenex Inc.)
이 솔루션과 관련된 애플리케이션 노트 및 기술 문서
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타사 제품과의 비교 결과와 대체 안내는 원자료에 기재된 시험 조건에서 얻은 값이며, 컬럼피아가 독자적으로 재현·검증한 것이 아닙니다. 충전제·선택성·하드웨어는 제품마다 다르므로 대체 후보가 타사 제품과 동일한 성능·선택성을 낸다고 보증하지 않으며, 실제 적용 전 사용자가 자신의 시험법에서 직접 검증해야 합니다.