[일생실1] 예비레포트 광합성 색소의 분리

목차
1. Title
2. Purpose
3. Introduction
4. References

일반 생물학 실험 예비레포트 광합성 색소의 분리

 

1. Title

 광합성 색소의 분리

 

2. Purpose

 크로마토그래피를 통해 광합성 색소를 분리한다.

 

3. Introduction

 광합성 세포의 엽록체 내에는 엽록소(chlorophyll)계 카로티노이드(carotenoid)계 색소가 들어 있다.  엽록소계 색소는 광합성에 필요한 주색소로서 식물계에 가장 광범위하게 분포되어 있으며 엽록소 a,b,c 및 d가 있다. 또한, 식물체에 분포되어 있는 카로티노이드계 색소는 보조색소로서 순수한 탄화수소로 되어있는 카르틴(carotene)계와 2~4개의 산소를 포함하는 크산토필(xanthophyll)계가 존재한다.

 

 크로마토그래피는 혼합물을 흡착제에 대한 친화도의 차 즉, 분별흡착 현상을 이용하여 분리, 정제, 정성 및 정량분석을 할 수 있는 방법으로 성질이 비슷한 물질이 섞여있거나 그 섞여있는 양이 적을 때에 효과적으로 분리할 수 있으며, 조작이 간강하고 소요시간이 짧은 실험 방법이다.

 크로마토그래피는 용매에 물질들이 녹아 고정상(stationary phase)을 통과할 때 무질에 따라 공정상에 흡착되는 속도가 다른 성질들을 이용한다. 고정상에 의한 흡착력이 큰 성분은 움직임이 크지 않아 이동속도가 느리고, 반대로 흡착력이 약한 성분의 이동 속도는 빠르다. 고정상을 통과할 때 다른 물질의 이동 속도에 따라 혼합물을 분리된다. 이 방법에 의한 물질의 분리는 혼합물이 정지상이거나 이동상에 대한 친화성이 서로 다른 점을 이용하는 것으로 이 친화성에 영향을 미치는 이자로는 흡착, 이온화 및 분배계수들로써 여러 종류의 크로마토그래프는 이들 인자가 서로 합하여 작용하게 된다.

 

 크로마토그래프의 종류로는 흡착, 분배, 종이, 얇은 막, 이온교환, 겔 거르기 및 친화크로마토그래프등이 있다. 종이크로마토그래프에 있어서 거름종이에 흡착된 용매는 정지상 구실을 하고 물과 잘 섞이지 않는 유기용매는 이동상 구실을 한다. 그리고 거름종이는 정지상의 지지체가 된다.

 종이크로마토그래프는 아주 미량의 물질을 정상적으로 확인하는데 매우 편리한 방법이다. 혼합물인 시료의 용액을 거름종이 위에 점적하고 무로 포화된 유기용매 속에 그 한쪽 끝을 담궈두면 용매는 모세관현상에 의해 종이 위쪽으로 퍼져 올라가거나(상승식 전개법) 중력에 의해 아래쪽 방행으로 이동하게 된다(하강식 전개법). 이때 시료의 성분들도 함께 이동하지만 이동하는 동안에 물과 유기용매에 의한 용해도(분배계수)의 차이에 따라 이동속도가 다르게 나타나며 혼합물의 성분들은 거름종위 위에서 분리된다. 또 각 성분의 이동거리는 Rf(ratio of flow)값으로 나타낸다. 어떤 한 성분의 Rf값은 동일한 조건하에서는 일정하지만 온도, 용매의 pH, 거름종이 및 용매의 종류에 따라 달라지게 된다.

 얇은막크로마토그래피(thin-layer chromatography, TLC)는 유리판이나 기타 재료롤 만든 판에 흡착제를 균등한 두께로 얇게 접착시키고, 시료를 가한 후 비교적 적은 양의 용매로 전개시키는 방법이다. 대개 상승 전개법을 쓰며 전개거리도 10~15초면 충분할 정도로 매우 짧다. 얇은막크로마토그래피는 컬럼(column)이나 종이크로마토그래피에 비하여 전개 속도가 빨라서 20~40분이면 충분히 분리되며 분리되는 정도도 더 뚜렷하다. 종이크로마토그라피에 비해 10~100배 가량 정밀하기 때문에 시료의 양도 최소 0.5㎍만 있으면 되고, 극히 미량으로 존재하는 물질의 분석에도 효과적인 방법이다.

 

 크로마토그래피의 적용 방법이 다양하게 개발되어 연구실이나 산업현장에서 널리 활용되고 있다. 아미노산, 지방, 금속이온, 혈액, 소화효소, 비타민, 당분 등 많은 종류의 물질을 분리하거나 확인 할 때 이용된다.

 

 

4. References

김민주/2010/생명과학실험/동아대학교 출판부/73-89

오병운/2021/핵심 일반생물학 실험서/바이오사이언스출판/89-96