랩온어칩 및 마이크로어레이 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 유형별(랩온어칩, 마이크로어레이), 제품별(기기, 시약 및 소모품, 소프트웨어 및 서비스), 응용 분야별(임상 진단, 신약 개발, 유전체학 및 단백체학, 기타 응용 분야), 최종 사용자별(생명공학 및 제약 회사, 병원 및 진단 센터, 학술 및 연구 기관) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2025-2033년

시장 역학

글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장 동인

현장 진단 검사에 대한 수요 증가

POC(현장진단) 검사는 의료 전문가가 의사의 진료실, 구급차, 가정, 현장 또는 병원에서 환자를 진단할 수 있도록 합니다. POC 검사에는 소량의 검체만 필요하고 미세 가공된 채널을 통해 검체를 분석하는 랩온어칩(Lab-on-a-chip) 기술이 적용된 장치가 사용됩니다. 미세유체 기술은 POC 진단 장치 개발에 핵심적인 기술입니다. 중앙 실험실에서 사용되는 대부분의 기능 모듈을 소형 칩에 통합하고 소형화할 수 있기 때문에 미세유체 및 랩온어칩 기술은 POC 검사의 요구 사항을 충족할 수 있는 유망한 솔루션으로 여겨지고 있습니다. 진단 결과를 신속하게 제공함으로써 의료 전문가가 현명한 의료 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.

또한, 일차 진료 환경에서 현장 진단(POC)을 사용하면 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 다른 진단 방법에 비해 비용 효율성이 뛰어나 질병 진단 분야에서 수요 증가를 견인할 수 있습니다. 예를 들어, 2021년 1월에 발표된 "일차 진료 환경에서 현장 A1C 검사의 비용 효율성"이라는 연구에서는 일차 진료 환경에서 POC-A1c 기기를 사용하여 제2형 당뇨병 환자의 당화혈색소(HbA1c)를 모니터링하는 것이 비용 효율적인 대안이며, 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장의 성장을 더욱 촉진할 것이라고 결론지었습니다. 이처럼 사용 편의성, 즉각적인 결과 제공 능력, 그리고 손쉬운 조달 덕분에 POC 진단의 사용이 빠르게 증가하고 있으며, 이는 시장 전반의 성장을 촉진하고 있습니다.

만성 질환 발병률 증가

심장병, 암, 뇌졸중, 당뇨병, 관절염과 같은 만성 질환은 그 영향이 장기간 지속되며 3개월 이상 지속됩니다. 이러한 질환은 사람 간에 전염되지 않으며 비전염성 질환이라고도 합니다.

예를 들어, 세계보건기구(WHO)의 2021년 주요 통계에 따르면, 전 세계적으로 비전염성 질환(NCD)으로 인해 매년 4,100만 명이 사망하며, 이는 전체 사망자의 71%에 해당합니다. 30세에서 69세 사이에는 매년 1,500만 명 이상이 비전염성 질환으로 사망하며, 이러한 "조기" 사망의 85%는 저소득 및 중소득 국가에서 발생합니다. 전 세계 비전염성 질환 사망자의 77%가 저소득 및 중소득 국가에서 발생합니다. 비전염성 질환으로 인한 사망의 대부분(매년 1,790만 명)은 심혈관 질환으로 인한 것이며, 그 뒤를 이어 암(930만 명), 호흡기 질환(410만 명), 당뇨병 순입니다. 만성 질환의 유병률 증가로 진단 검사에 대한 수요가 더욱 증가할 것으로 예상되며, 이는 랩온어칩 및 마이크로어레이 제품의 세계 시장 성장을 가속화할 것입니다.

글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장 제약 요인

랩온칩 기술의 설계 제약 조건

기능적이고 저렴한 소형 장치를 설계하고 제작하는 것이 랩온어칩 기술 개발의 주요 장애물입니다. 2020년 Elveflow의 기사에 따르면, 랩온어칩 기술에 대한 최근 연구는 특정 표면 처리 설계에 집중되어 있습니다. 생의학 응용 분야를 위한 LOC 또는 미세유체 장치를 설계할 때는 PCR 반응용 열 순환기, 시료 분석용 질량 분석기, 세포, 형광 시각화 및 박테리아 관찰용 현미경과 같은 민감한 검출 모듈이 필요합니다. 이러한 개발 상황은 랩온어칩 기술의 제한적인 이점과 낮은 채택률을 보여줍니다. 따라서 랩온어칩 기술의 복잡한 설계는 전반적인 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용하고 있습니다.

글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장 기회

암 연구에서 단백질체학 및 유전체학의 활용 증가

지난 10년간 생명과학 연구 분야는 비약적인 발전을 이루었습니다. 새로운 기술의 도입으로 연구자들은 더 적은 양의 시약을 사용하여 더 많은 결과를 얻을 수 있게 되었습니다. 유전적 돌연변이는 암 발생 위험에 중요한 역할을 하며, 이를 이해하면 암 발생 가능성을 줄이는 예방 조치를 개발할 수 있습니다. 이러한 돌연변이는 시퀀싱을 비롯한 다양한 방법을 통해 분석할 수 있지만, 마이크로어레이 연구는 가장 경제적인 해결책을 제공합니다. 어레이를 이용하면 대규모 샘플 세트에서 수십만 개의 단일염기다형성(SNP)을 동시에 연구할 수 있습니다. 현재 많은 과학자들이 암 세포유전학에 대한 이해를 높이기 위한 스크리닝 도구로 마이크로어레이를 활용하고 있습니다.

또한, 2021년 9월에 발표된 "암에서의 단백질체학 응용: 바이오마커 발굴을 위한 최근 동향 및 접근법"이라는 연구 논문에 따르면, 단백질체학 접근법은 암 연구에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 단백질체학 기반 기술을 통해 종양을 분류하고, 예후를 예측하며, 특정 치료에 잘 반응할 환자를 판별할 수 있는 잠재적 바이오마커와 단백질 발현 패턴을 찾아낼 수 있게 되었습니다. 이러한 연구 결과는 암 연구에 대한 관심 증가가 마이크로어레이 및 랩온어칩 기술 제품에 대한 수요를 증가시켜 시장 성장을 견인하고 있음을 보여줍니다. 따라서 이러한 모든 요인들이 전체 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

세그먼트 분석

글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장은 유형, 제품, 응용 분야, 최종 사용자 및 지역별로 세분화됩니다.

유형을 기준으로

유형별로 볼 때, 전 세계 랩온어칩 및 마이크로어레이(바이오칩) 시장은 랩온어칩과 마이크로어레이로 구분됩니다. 랩온어칩 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 13.4%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 랩온어칩은 미세유체 칩을 통해 실험실 절차를 소형화하여 자동화 및 병렬화를 가능하게 하는 것을 목표로 하며, 이를 통해 극미량의 시료도 처리할 수 있습니다. 랩온어칩(LOC) 장치는 시간을 크게 절약해 줄 뿐만 아니라, 시료와 같은 시약을 생성 직후 분석할 수 있도록 합니다. 또한 화학 폐기물 발생량과 유해 물질 노출을 줄여줍니다. 입자 또는 세포 검출, 입자 패킹, 분류, 전기영동, PCR 등을 위한 전극이 장착된 랩온어칩 장치는 이미 상용화되어 있습니다. 랩온어칩 장치는 세포 분류 및 배양과 같은 세포 연구, 인공 질병 모델 개발, 독성 연구 등 다양한 분야에서 활용되는 유용한 도구입니다. 따라서 앞서 언급한 요인들이 예측 기간 동안 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

제품을 기준으로

제품별로 글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이(바이오칩) 시장은 기기, 시약 및 소모품, 소프트웨어, 서비스로 구분됩니다. 시약 및 소모품 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 13.6%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 시약 및 소모품 부문에는 시약, 마이크로어레이/랩온어칩 카트리지 및 칩이 포함됩니다. 카트리지는 최종 사용자에게 판매하기 위해 포장된 랩온어칩 장치입니다. 시약과 생물학적 내용물을 장치에 주입하여 소모성 카트리지를 만듭니다. 칩 제조 시 높은 정밀도가 요구되는 것 외에도, 마이크로어레이/랩온어칩 기판(예: 유리 또는 고분자 슬라이드)은 유기/무기 용매 또는 극단적인 pH 값을 갖는 용액을 포함할 수 있는 시료 및 분석 시약에 대해 불활성이어야 합니다. 이러한 요구 사항들이 칩과 카트리지의 비용 상승 요인이 됩니다. 시약 키트는 분석 종류에 따라 구성이 다르며, 미세유체 시료 분리를 위한 젤, 염료, 완충액 등이 포함되어 있습니다. 랩온어칩 및 마이크로어레이 기반 장치에서 시약을 사용하는 데에는 종종 높은 비용이 수반됩니다. 따라서 개발도상국에서는 수입 키트의 높은 가격으로 인해 미세유체 기술의 활용이 제한되는 경우가 많습니다. 여러 시장 참여 업체들이 마이크로어레이 관련 제품을 출시하고 있습니다. 특히, 2019년 12월에는 Dolomite Microfluidics가 혁신적인 Telos 시스템을 위한 새로운 미세유체 칩 옵션을 여러 가지 출시했습니다. 확장된 제품군에는 기존의 100μm 옵션에 더해 50μm 버전의 Telos 2 시약 칩이 추가되어, 두 가지 시약을 포함하는 10~75μm 크기의 단분산 액적 형성이 가능해졌습니다. 따라서 이러한 요인들이 예측 기간 동안 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

신청서를 기준으로

응용 분야별로 글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이(바이오칩) 시장은 임상 진단, 신약 개발, 유전체학 및 단백체학, 기타 응용 분야로 구분됩니다. 임상 진단 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 14.5%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 완전 통합형 플라스틱 미세유체 칩을 활용한 간편하고 저렴한 임상 진단 바이오칩 개발에 대한 수요가 매우 높습니다. 이러한 칩은 최소한의 침습으로 인체 내 대사 매개변수를 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다. 마이크로어레이 기반 기술을 이용한 어레이 비교 유전체 혼성화(aCGH)는 유전 질환 진단에 상당한 영향을 미칩니다. 따라서 이 부문은 예측 기간 동안 지속적인 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

최종 사용자를 기준으로

최종 사용자 기준으로 글로벌 랩온어칩 및 마이크로어레이(바이오칩) 시장은 생명공학 및 제약 회사, 병원 및 진단 센터, 그리고 학술 및 연구 기관으로 구분됩니다. 생명공학 및 제약 회사 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 13.7%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 랩온어칩 장치는 단백질 및 DNA 분석, 병원균 검출, 전기영동, 신속한 임상 진단, 법의학, 혈액 화학 분석, 유세포 분석 등 광범위한 생의학 및 기타 분석 응용 분야에 사용됩니다. 랩온어칩 기술은 제약 및 생명공학 분야에서 매우 중요하며, 특히 미세유체 응용 분야의 대부분은 생명공학 연구에 활용됩니다. 따라서 제약 및 생명공학 회사에서 랩온어칩 장치의 사용이 증가하고 연구에서의 중요성이 커짐에 따라 해당 부문은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

지역 분석

지역별로 보면, 전 세계 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미 및 중동·아프리카로 구분됩니다.

북미는 가장 큰 시장 점유율을 차지했으며 예측 기간 동안 연평균 13.7%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 지난 몇 년 동안 미국에서는 학술 연구 분야에서 고처리량 스크리닝(HTS) 기술에 대한 관심이 급격히 증가했습니다. 생체분자학회(Society for Bimolecular Sciences)에서 운영하는 미국 내 학술 스크리닝 센터의 종합 데이터베이스가 제공되어 학계에 HTS 관련 자료를 제공하고 신약 개발을 위한 프로브와 리드를 발굴하는 데 도움을 주고 있습니다. 이러한 센터들은 소분자 스크리닝 데이터의 오픈 소스 공유를 촉진하고 있습니다. 따라서 HTS에 대한 관심이 높아짐에 따라 고처리량 스크리닝에 적용 가능한 랩온어칩(LOC) 기술이 미국에서 널리 사용될 것으로 예상됩니다. 또한 미국 보건복지부(HHS)는 신생아 및 소아 환자의 혈액 검사를 위한 미세유체 플랫폼 개발에 자금을 지원한다고 발표했습니다. 미국에서는 첨단 미세유체 장치 연구 개발에 대한 막대한 예산 지원과 수익 창출 측면에서 미세유체학이 광범위하고 빠르게 성장하는 분야입니다. 따라서 이러한 요인들로 인해 미국의 랩온어칩 및 마이크로어레이 시장은 성장할 것으로 예상됩니다.

유럽은 세계에서 두 번째로 큰 시장입니다. 2031년까지 136억 5천만 달러 규모에 이를 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 13.5%에 달할 것으로 전망됩니다. 독일은 연구 개발(R&D) 시설 유치에 가장 선호되는 지역 중 하나입니다. 많은 바이오테크 기업들이 독일에 R&D 시설을 설립했거나 설립을 지속하고 있습니다. 독일의 단백질체학 및 유전체학 산업은 성장세를 보이고 있으며, 이는 해당 시장 성장에 긍정적인 요인으로 작용합니다. 독일은 매년 GDP의 상당 부분을 의료비에 지출하고 있습니다. OECD에 따르면 1인당 의료비 지출은 GDP의 약 11%에 달합니다. 이러한 높은 의료비 지출은 활발한 연구 활동을 뒷받침하며, 이는 해당 시장 성장을 촉진합니다. 다양한 대학과 기업들이 자동화 및 고처리량 스크리닝, 적은 소모품 사용량, 빠른 결과 도출 시간을 제공하는 제품 개발에 매진하고 있습니다. 예를 들어, 2021년 2월 BOIRON과 GENAPSYS는 독일에서 학계 및 산업계 고객을 대상으로 새로운 DNA 시퀀싱 기술을 제공하기 위한 협력을 시작했습니다. 독일 내 생물학적 감시에 대한 높은 수요와 유전자 데이터 정보에 대한 수요 증가로 인해 시퀀싱 연구소는 새로운 기회를 얻고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 세 번째로 큰 시장입니다. 랩온칩 및 마이크로어레이 시장은 중국에서 성장세를 보이고 있는데, 이는 정부의 바이오 기술 산업 강화에 대한 적극적인 투자 덕분입니다. 중국 정부는 최근 5개년 계획에서 바이오 기술 연구에 180억 달러를 투자했습니다. 또한, 중국에 R&D 부서를 둔 750여 개의 글로벌 기업과 중국의 규제 체계가 협력하여 국내 연구 발전을 촉진하고 있습니다. 중국은 인체 생물학적 구성 이해를 위한 과학 연구, 분석 도구, 최첨단 데이터 수집 장비, 효율적인 컴퓨팅 역량 등에 상당한 투자를 통해 방대한 연구 데이터를 확보하고 있습니다. 특히 랩온칩 기반의 현장진단(POC) 기술 개발을 선도하고 있습니다. 따라서 임상 연구, 정밀 의학, 기술 개발, 신약 개발에 대한 관심 증가가 이 시장 성장의 주요 요인입니다.