실험실 분석기기의 역사는 

인간이 물질의 성분을 이해하고 조작하고자 한 오랜 역사 속에서 발전해 왔으며, 과학과 기술의 진보에 따라 분석의 정확도, 민감도, 속도, 자동화 수준이 점차 고도화되어 왔음.

고대~중세: 기원과 직관적 분석

고대 이집트 (~기원전 1000년)

관능적 평가 (색, 냄새, 맛)

맷돌, 도가니, 유리병, 천연 지시약 등 사용

고대 그리스 (~기원전 300년)

체계적 사고 기반 분석 시도

아리스토텔레스의 4원소설, 연금술 기반 실험

중세 이슬람 (~1000년)

증류, 결정화, 여과

알케미스트들이 실험기구(알렘빅, 증류기 등)를 고안

※ 이 시기의 분석은 주로 의약, 금속, 염료, 향료 등 실용 목적의 정성 분석이 중심

근세 (16세기~18세기): 분석화학의 태동

Robert Boyle (1627–1691)

과학적 실험 기법 도입, 정량적 개념 강화

Antoine Lavoisier (1743–1794)

질량보존법칙 발표 → 정확한 무게 측정 도입

기구

정밀 저울, 간이 증류기, 유리 실험기구, 알코올램프 등 발전 

기술

연소 분석법, 침전 분석, 산-염기 중화적정 등 

19세기: 근대 분석화학의 발전과 기기 등장

화학분석기술 

중화적정, 침전적정, 산화환원적정의 공식화 (Mohr, Volhard 등) 

칼 피셔 적정 (1935) – 수분 정량 분석의 획기적 전환점

기기의 등장

1859

분광광도계 (프리즘 기반)

Bunsen & Kirchhoff

불꽃색으로 금속 식별 (Na, K, Li 등)

1880s

전기전도도계

물의 전해도 측정에 사용

1895

방사선 관측기기

뢴트겐의 X-ray 발견 계기

20세기 초중반: 정량/정성 분석기기 체계화

전자기기 기반 기기분석의 시작 

분광광도계 (Spectrophotometer)

물질의 빛 흡수 → 농도 계산

생화학, 환경, 식품 

pH meter (1909)

수소 이온 농도 측정

화학, 생물학 실험 표준기기 

분극계 (Polarimeter)

광학이성질체 분석

제약, 유기합성

크로마토그래피의 등장

컬럼 크로마토그래피

1906

Tsvet 박사가 색소 분리 

종이 크로마토그래피

1943

Ascending 방식 도입 

가스크로마토그래피 (GC)

1952

Martin과 James, 휘발성 물질 분석 

액체크로마토그래피 (HPLC)

1960s

고압펌프와 감지기 도입, 정확도 비약적 향상 

20세기 중후반: 정밀 기기의 집대성

질량분석기

MS

질량대 전하비 분석

GC-MS, LC-MS로 결합 가능 

원자흡광광도계

AAS

금속 성분 분석

수십~수백 ppb까지 감지 가능 

유도결합플라즈마질량분석기

ICP-MS

극미량 금속 분석

ppt 수준, 환경·바이오 분석 핵심 

핵자기공명기기

NMR

분자 구조 분석

1H, 13C, 고분자 및 단백질 연구 필수 

전자현미경

SEM, TEM

표면 및 내부 미세구조 관찰

나노·재료 분석 필수 장비

21세기: 자동화, AI, 디지털 분석기기

기술 혁신 흐름

자동화

Auto-sampler, 로봇피펫, 96/384 well system 

디지털화

클라우드 기반 데이터 관리, 분석소프트웨어 

AI 분석

스펙트럼 해석, 성분 동정 자동화 

미니어처화

휴대용 FTIR, NIR, 랩온어칩

최신 장비 사례 (2020년 이후)

Lab-on-a-Chip

진단, 환경

미세 유체 기반 분석 칩 

Raman Imaging

제약, 재료

공간적 화학 성분 시각화 

TOF-SIMS

반도체, 바이오

분자층 표면 정밀 분석 

Orbitrap MS

단백질체학

고분해능, 고정밀 질량측정

분야별 대표 분석기기 정리

화학

GC, HPLC, UV-Vis, Titrator 

생물학

PCR, ELISA, Electrophoresis, Fluorescence reader 

의약

LC-MS/MS, NMR, TOC analyzer 

환경

ICP-MS, AAS, TOC, Ion Chromatography 

반도체/소재

XRD, XRF, SEM, AFM 

임상/진단

Hematology Analyzer, Clinical Chemistry Analyzer

결론: 실험실 분석기기의 발전 방향

정확도 → 초고감도(ppt~ppq) 

수동 조작 → 자동화/무인 분석 

단일 데이터 → 다중오믹스 융합 (genomics + proteomics + metabolomics)

물리적 분석 → AI 기반 예측 분석 

중앙분석실 → 휴대형 디바이스 + 실시간 필드 분석

참고문헌 및 국제 기준

IUPAC Analytical Chemistry Glossary

ISO/IEC 17025: Testing and calibration laboratories

USP <621>, <731> 등

국내: KOLAS 가이드, 환경부/식약처 시험법 등

🌍 세계 분석기기 5대 브랜드의 역사

Thermo Fisher Scientific (미국)

세계 최대 분석기기 & 생명과학 서비스 기업

역사 연대표

1956 George Hatsopoulos가 Thermo Electron 설립 (MIT 출신, 열역학 응용기기 기반) 

1902 Fisher Scientific 설립 (화학약품, 실험실 소모품 공급사) 

2006 Thermo Electron과 Fisher Scientific 합병 → Thermo Fisher Scientific 출범

2011 Dionex 인수 → Ion Chromatography 분야 강화

2014 Life Technologies 인수 ($13.6B) → QPCR, NGS, 세포 분석 도구 확보

2017 Patheon 인수 ($7.2B) → CMO 사업 진입 (의약품 생산 서비스)

2021 PPD 인수 ($17.4B) → 글로벌 임상시험 수탁기관 확보 (CRO)

주요 기술 진화

Orbitrap 고분해능 질량분석기 상용화 (2005~현재)

Chromeleon CDS, Proteome Discoverer 등 분석 SW 확대

QPCR, AutoSampler, Sample Prep 자동화 기기 통합 제공

핵심 산업

제약, 진단, 유전체, 환경, 식품안전, 법과학, 재료과학, 임상 CRO

Danaher Corporation (미국)

분석기기뿐만 아니라 생명과학, 진단, 산업자동화까지 아우르는 지주회사형 구조

역사 연대표

1969 부동산 기반의 DMG, Inc. 설립 → 이후 Danaher로 명칭 변경

1984 전략적 M&A 시작: 과학/계측/환경 분야 진입 

2005 Leica Microsystems (현미경), Radiometer (혈액분석) 인수

2009 Beckman Coulter 인수 ($6.8B) → 생명과학 분석 확대

2014 Sciex, Molecular Devices 등 포함한 Life Sciences Division 구성

2020 Cytiva 인수 (GE Healthcare Bio-Sciences, $21.4B) → 단백질 정제, 바이오프로세싱 리더

2023 지주회사 구조 전환, Beckman과 Sciex 등을 생명과학 클러스터로 분리

주요 분석 플랫폼

Sciex LC-MS/MS, 

TOF-MS Beckman Coulter 생화학/면역 자동분석기

Cytiva 단백질 정제 및 세포배양 플랫폼

Agilent Technologies (미국)

Hewlett-Packard(HP)의 계측기기 유산을 계승한 실험실 분석기기 강자

역사 연대표

1939 HP 설립 (Bill Hewlett, Dave Packard)

1965 세계 최초의 GC 상용화 (HP 5750)

1999 HP의 측정장비 부문에서 분사 → Agilent Technologies 

2000 IPO 통해 나스닥 상장 

2009 Varian Inc. 인수 ($1.5B) → GC-MS, NMR 등 포트폴리오 확대 

2014 전자계측 부문 Keysight로 분리 → 분석기기/생명과학에 집중 

2018~2020 BioTek, Lasergen 등 인수 → 세포 분석, NGS 진입

주요 기기 기술

GC-MS, LC-MS/MS, ICP-MS

Bioanalyzer & TapeStation (유전자 QC)

Cell Analysis: xCELLigence, Seahorse 

핵심 산업

환경, 제약, 식품, 법과학, 바이오텍 연구소, 제조회사 분석실

Shimadzu Corporation (일본)

동양의 과학기기 명가, 세계 최초의 MALDI-TOF 질량분석기 개발

역사 연대표

1875 Genzo Shimadzu Sr.가 교토에서 설립 (물리 실험기구 제작소)

1911 일본 최초 X-ray 발생기 제작

1950~1960 GC 및 UV 분광광도계 국산화

1988 세계 최초 GC-MS 데이터 시스템 상용화 

1991 Koichi Tanaka, MALDI-TOF 개발 → 2002년 노벨 화학상 수상

2000~현재 TOC, ICP, 환경기기, 생화학 분석기로 확장

2022 항공우주/의료 로봇 진출, 혈액 분석 AI 개발 협업

주요 기기 기술

GC, GC-MS, HPLC, LC-MS

MALDI-TOF, Triple Quad MS

TOC, AAS, FTIR, XRD, UHPLC

핵심 산업

환경 분석, 제약, 재료과학, 식품, 의학, 반도체, 생명공학

Waters Corporation (미국)

HPLC와 LC-MS 분야의 정통 강자, 생물학적 제제 분석에서 선도

역사 연대표

1958 James Waters, MIT 출신 화학자 설립 (Waters Associates)

1973 HPLC 상용화 (µBondapak 컬럼 도입) 

1990s Micromass 인수 → MS 기술 결합

2006 ACQUITY UPLC 시스템 출시 → 크로마토그래피 혁신

2014 ionKey/MS, SYNAPT G2, Xevo TQ-MS 등 고분해능 시리즈 출시 

2020 이후 생물의약품(Biologics), 바이오시밀러 분석 시장 집중

주요 기기 기술

ACQUITY UPLC 시리즈

Xevo TQ, SYNAPT, SELECT Series MS 

Empower CDS

열분석기 (TA Instruments)

결론: 5대 분석기기 브랜드의 역사적 가치 

Thermo Fisher: 세계 최대, 풀스펙 장비 플랫폼 제공

Danaher: 브랜드 집합체로 유연한 산업 확장 

Agilent: 크로마토그래피, 전자유산 계승자 

Shimadzu: 정밀 기계와 분석 화학의 융합 대표 

Waters: LC·UPLC 중심의 정밀 제약 분석 전문화