세계의 단백질 정제 및 분리(Protein Purification And Isolation) 시장은 2024년에 96억 9,000만 달러로 평가될 것으로 예상되며, 예측 기간 중 CAGR은 10.6%로 2029년에는 161억 8,000만 달러에 달할 것으로 예측되고 있습니다.
팬데믹의 확산은 단백질 정제 및 분리 시장에 영향을 미쳤습니다. 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스(SARS-CoV-2)의 분석·연구에 사용되었기 때문에 단백질 정제 및 분리 수요가 극적으로 증가했습니다. 예를 들어, 2021년 9월에 발표된 NCBI의 조사에 따르면 진단과 혈청학적 공급에 대한 세계 수요가 강하고, 각국이 고품질의 생체분자를 생산하는 기술을 확립할 필요가 있었습니다. SARS-CoV-2의 진단에 사용되는 두 가지 주요 바이러스 항원은 구조 단백질인 스파이크(S) 단백질과 뉴클레오캡시드(N) 단백질입니다. 따라서 단백질 정제 및 분리에 대한 수요는 팬데믹 중에 증가했습니다. 이는 추가 진단 및 연구 작업을 진행하는 데 필수적인 초기 단계 중 하나였기 때문입니다. 따라서 팬데믹 기간 동안 시장은 건전한 성장을 이루었습니다. 또한, 단백질 정제 및 분리는 백신 제조에 필수적이며 COVID-19 백신의 제조에도 이용됩니다. 이 때문에 예측 기간 동안에도 시장은 상승세를 지속할 것으로 예상됩니다.
제약 및 생명공학 연구개발 투자 증가 및 보다 정확하고 신속한 정제 키트에 대한 필요성이 시장 성장의 원동력이 되고 있습니다. 예를 들어, Pharma Statistics가 2023년 4월에 발표한 저널에 따르면, 많은 주요 제약 회사는 처방약 판매 이익의 19.2%를 신약 개발에 재투자하고 있습니다. 현대 의약품 개발은 정제 단백질 라이브러리를 사용합니다. 신약의 초기 단계에서 사용되는 단백질은 고도로 정제된 것이어야 하고, 단백질의 기능은 3차 구조에 크게 의존하기 때문에 단백질의 구조적 특징은 보존되어야 합니다. 따라서 단백질의 정제는 신약 개발에 필수적인 단계입니다. 따라서 이러한 사실은 단백질 정제 및 분리 절차에 대한 수요를 촉진하고 예측 기간 동안 시장 성장에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
또한, 보다 정확하고 신속한 정제 키트에 대한 요구 증가에 대응하기 위해 주요 기업이 제품을 출시하는 것도 시장 성장을 뒷받침할 수 있습니다. 예를 들어, Gyros Protein Technologies AB는 2023년 3월 펩티드 기반 의약품의 개발 및 제조를 지원하는 3가지 서비스를 시작했습니다. 새로운 서비스는 우리의 PurePep EasyClean(PEC) 직교 펩타이드 정제 기술을 기반으로합니다. 기존의 두 유형의 PEC 키트는 이 서비스를 지원합니다 : 스타터 키트와 높은 처리량 키트. 마찬가지로 2023년 5월, 10x Genomics Inc.는 Visium CystAssist 공간 분석 기능의 폭을 넓히기 위해 새로운 Visium CytAssist Gene and Protein Expression 제품을 상업적으로 시작했습니다. 이러한 이유로 예측 기간 동안 상당한 시장 성장이 예상됩니다.
그러나 정제 장비의 막대한 비용과 숙련된 전문가의 부족은 예측 기간 동안 시장 성장을 방해할 가능성이 높습니다.
한외 여과는 액체에서 매우 작은 입자와 용해 분자를 분리하는 과정입니다. 분리의 주요 기초는 분자의 크기이지만, 필터의 투과성은 샘플의 화학적, 분자적, 정전적 특성에 영향을 받습니다. 한외여과로 분리하기 위해서는 분자의 크기가 적어도 1자리가 다르고 분자량이 1kDa-1,000kDa여야 합니다. 한외 여과막은 여액의 세척 또는 재여과액의 회수에 사용될 수 있습니다. 한외 여과는 일반적으로 완충액 교환, 농축, 탈염을 위해 완충액 성분으로부터 단백질을 분리하는 데 사용됩니다.
한외 여과의 장점과 단백질 정제 및 분리를 위한 한외 여과의 광범위한 응용은 예측 기간 동안 부문 성장의 중요한 촉진 요인입니다. 예를 들어, 2021년 1월에 발표된 NCBI의 연구에 따르면, 단백질은 농축 생성물 또는 단리물에서 유익할 수 있으며, 그 중 한외여과와 같은 막 여과 방법은 광범위한 단백질 공급원에서 응용을 포함합니다. 또한, 높은 제품 처리량과 빠른 결과 생성 능력과 같은 한외 여과 기술의 장점은 한외 여과의 사용을 뒷받침합니다. 또한, 크로마토그래피와 같은 전통적인 기술은 효율적으로 수행하기 위해 복잡한 장비 지원을 필요로 하며, 제품의 처리량이 낮고 비용이 많이 듭니다. 따라서 이러한 장점과 한외여과의 사용 증가는 부문의 성장을 가속할 것으로 예상됩니다.
또한 주요 기업의 제품 발표도 같은 부문 성장에 기여할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 2023년 3월, DuPont는 차세대 멀티 모세관 PES In-Out Ultrafiltration(UF) 막인 DuPont Multibore PRO를 출시했습니다. 이러한 요인으로 인해 예측 기간 동안 상당한 부문 성장이 예상됩니다.
북미는 예측 기간 동안 단백질 정제 및 분리 시장에서 상당한 성장이 예상됩니다. 이 성장은 관민에 의한 연구 작업 증가와 연구 개발에 대한 투자 증가로 인한 것입니다. 예를 들어 경제협력개발기구가 2022년 11월 제공한 데이터에 따르면 캐나다의 생명공학산업에 의한 연구개발비는 2022년 6억 5,100만 달러였습니다. 또한 다양한 생명공학 연구개발에 대한 고액투자 등 정부 이니셔티브 증가가 북미 시장 성장을 뒷받침할 것으로 기대되고 있습니다. 예를 들어 캐나다 정부가 2022년 8월 발표한 기사에 따르면 캐나다 정부는 바이오 제조업을 뒷받침하기 위해 7년간 22억 달러 이상을 투자했습니다. 2022년부터 2023년까지 4년간 2억 5,000만 달러의 투자는 3개의 연방연구조성기관을 대신하여 사회과학·인문과학연구평의회(SSHRC)가 관리하는 3개 기관을 설립하기 위한 것이었습니다. 따라서 이러한 고액 투자는 북미에서 의약품 개발과 연구 활동이 가속될 것으로 기대됩니다. 이로 인해 예측 기간 동안 상당한 시장 성장이 예상됩니다.
주요 제품의 출시, 시장 진출기업과 제조업체의 프레즌스의 집중, 주요 진출기업간 인수와 제휴, 바이오 제약 기업에 의한 미국에서 연구 개발에 대한 투자 증가는 동국의 단백질 정제 및 분리 시장 성장 촉진 요소의 일부입니다. 예를 들어, 2022년 6월에 발표된 NCBI 기사에 따르면 미국 제약회사의 R&D 투자는 과거 최고 1,330억 달러 이상이었으며 지난 5년간 44% 이상 증가했습니다. 마찬가지로 2021년 7월 바이오의약품제조이노베이션연구소(NIIMBP)는 미국 상무부의 국립표준기술연구소(NIST)로부터 2개의 보조금, 총액 1억 5,300만 달러를 받았습니다. 이와 같이 바이오 제약회사에 의한 연구개발비 증가는 미국 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다. 또한, 미국의 제품 출시도 시장 성장을 뒷받침할 수 있습니다. 예를 들어, 2022년 6월 Bio-Rad Laboratories, Inc.는 단백질 정제 워크플로우 개발에서 수지 스크리닝 실험을 지원하는 EconoFit 저압 프리팩드 크로마토그래피 컬럼 팩을 출시했습니다. 이러한 요인으로 인해 예측 기간 동안 상당한 시장 성장이 예상됩니다.
단백질 정제 및 분리 시장은 세계적으로 그리고 지역적으로 사업을 전개하는 여러 기업이 존재하기 때문에 그 성질상 단편화되고 있습니다. 경쟁 구도는 Thermo Fisher Scientific Inc., Merck KGaA, QIAGEN, Bio-Rad Laboratories, Inc., Agilent Technologies, Inc., Promega Corporation, Danaher Corporation(Cytiva) 등 시장 점유율을 차지지고 있으며 잘 알려져 있습니다. 국제 기업과 지역 기업의 분석을 포함합니다.
The global protein purification and isolation market is valued at USD 9.69 billion in 2024 and is expected to reach USD 16.18 billion by 2029 registering a CAGR of 10.6% over the forecast period.
The outbreak of the pandemic impacted the protein purification and isolation market. The demand for protein purification and isolation procedures drastically increased as it was used to analyze and research severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV-2). For instance, according to an NCBI study published in September 2021, there was a strong global demand for diagnostic and serological supplies, as countries needed to establish their technologies for producing high-quality biomolecules. The two major viral antigens used to diagnose SARS-CoV-2 are the structural proteins spike (S) protein and nucleocapsid (N) protein. Thus, the demand for protein purification and isolation increased during the pandemic as it was one of the initial and essential steps needed to proceed with further diagnosis and research work. Therefore, the market witnessed healthy growth during the pandemic. In addition, protein purification and isolation are also essential for vaccine manufacturing and are utilized for COVID-19 vaccine preparation. Thus, the market is expected to continue the upward trend over the forecast period.
Increasing investment in pharmaceutical and biotechnological research and development and the rising need for more accurate and rapid purification kits drive market growth. For instance, as per the journal published by Pharma Statistics in April 2023, many key drug companies reinvested 19.2% of prescription drug sales profit into new drug development. Modern drug discovery uses libraries of purified proteins. The proteins used in the initial steps of drug discovery should be highly purified ones, and structural features of proteins must be preserved because protein function is highly dependent on tertiary structure. Thus, protein purification is an essential step for drug discovery and development. Therefore, such facts are anticipated to propel the demand for protein purification and isolation procedures, positively impacting the market growth over the forecast period.
Furthermore, the product launches by the key players to meet the rising need for more accurate and rapid purification kits may also help the market to grow. For instance, in March 2023, Gyros Protein Technologies AB launched three service offerings to support developing and manufacturing peptide-based drugs. The new services are based on the Company's PurePep EasyClean (PEC) orthogonal peptide purification technology. Two existing PEC kit types support the services: Starter Kits and High Throughput Kits. Similarly, in May 2023, 10x Genomics Inc. commercially launched the new Visium CytAssist Gene and Protein Expression product to expand the breadth of the Visium CystAssist spatial analysis capabilities. Thus, owing to such instances, considerable market growth is expected over the forecast period.
However, the high cost of purification instruments and the lack of skilled professionals will likely impede the market growth over the forecast period.
Ultrafiltration is the process of separating extremely small particles and dissolved molecules from liquids. The primary basis for separation is the size of the molecules, although the permeability of the filter can be affected by the sample's chemical, molecular, or electrostatic properties. To be separated by ultrafiltration, molecules must differ in size by at least an order of magnitude and have a molecular weight between 1 kDa and 1000 kDa. Ultrafiltration membranes can be used to clean the filtrate or collect the retentate. Ultrafiltration is typically used to separate proteins from buffer components for buffer exchange, concentration, or desalting.
The advantages of ultrafiltration and the wide application of ultrafiltration for protein purification and isolation are significant drivers for segment growth over the forecast period. For instance, according to the NCBI study published in January 2021, proteins could be beneficial in their concentrated products or isolates, of which membrane filtration methods such as ultrafiltration include application in a wide range of protein sources. Furthermore, the advantages of ultrafiltration technology, such as the high product throughput and ability to generate rapid results, also boost the use of ultrafiltration. Moreover, traditional techniques such as chromatography require complex instrumentation support to run efficiently and yield low throughput of product at an extremely high cost, owing to which ultrafiltration technique is becoming more popular as it overcomes such disadvantages. Thus, such advantages and the increasing use of ultrafiltration are expected to propel the segment growth.
Furthermore, product launches by key players are also expected to contribute to the segment's growth. For instance, in March 2023, DuPont launched the next generation of multi-capillary PES In-Out Ultrafiltration (UF) membrane, DuPont Multibore PRO. Thus, considerable segment growth is anticipated over the forecast period due to such factors.
North America is expected to grow considerably in the protein purification and isolation market over the forecast period. The growth is due to increasing research work and rising investments in R&D by the public and private sectors. For instance, according to the data provided by the Organization for Economic Co-operation and Development in November 2022, the research and development expenditure by the biotechnology industries in Canada was USD 651 million in 2022. Additionally, increasing government initiatives such as high investments in developing various biotechnology research is expected to boost North America's market's growth. For instance, according to the article published by the Government of Canada in August 2022, the Government of Canada invested more than USD 2.2 billion over seven years to boost biomanufacturing. This investment of USD 250.0 million over four years, starting in 2022-2023, was to create a tri-agency administered by the Social Sciences and Humanities Research Council (SSHRC) on behalf of three federal research funding agencies. Thus, such high investments are expected to accelerate drug development and research work in the North American region. Thereby, considerable market growth is expected over the forecast period.
Key product launches, high concentration of market players or manufacturer's presence, acquisition and & partnerships among significant players, and increased investments by biopharmaceutical companies in R&D in the United States are some of the factors driving the growth of the protein purification and isolation market in the country. For instance, according to the NCBI article published in June 2022, the investments in research development by pharmaceutical companies in the United States represented a record more than USD 133.0 billion, an increase from more than 44% in the past 5 years. Similarly, in July 2021, the National Institute for Innovation in Manufacturing Biopharmaceuticals (NIIMBP) received two grants totaling USD 153.0 million from the National Institute of Standards and Technology (NIST) of the United States Department of Commerce. Thus, biopharmaceutical companies' increasing research and development expenditures are expected to drive market growth in the United States. Furthermore, product launches in the United States may also help the market to grow. For instance, in June 2022, Bio-Rad Laboratories, Inc. launched the EconoFit Low-Pressure Prepacked Chromatography Column Packs to support resin screening experiments in developing protein purification workflows. Thus, considerable market growth is expected over the forecast period due to such factors.
The protein purification and isolation market is fragmented in nature due to the presence of several companies operating globally as well as regionally. The competitive landscape includes an analysis of a few international as well as local companies that hold the market shares and are well known, including Thermo Fisher Scientific Inc., Merck KGaA, QIAGEN, Bio-Rad Laboratories, Inc., Agilent Technologies, Inc., Promega Corporation, and Danaher Corporation (Cytiva) among others.