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전기영동을 이용한 식물색소 분리하기. 연구목적 : 전기영동을 이용해 식물색소를 분리할 수 있다. 전기영동이란 ??. 전기영동이란 말은 전기적인 힘에 의해 전하를 띤 입자가 이동하는 것을 가리키는 표현이다 . 따라서 겔 전기영동은 전류를 흘려주어서 전하를 가진 입자가 겔 내부에서 이동하여 분리되도록 하는 기술이다 . DNA 와 단백질은 전하를 띠고 있기 때문에 전기를 걸어주면 각 분자의 전기적 특성에 따라 전장을 이동하게 된다.
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전기영동을 이용한 식물색소 분리하기 연구목적 : 전기영동을 이용해 식물색소를 분리할 수 있다.
전기영동이란?? • 전기영동이란 말은 전기적인 힘에 의해 전하를 띤 입자가 이동하는 것을 가리키는 표현이다. 따라서 겔 전기영동은 전류를 흘려주어서 전하를 가진 입자가 겔 내부에서 이동하여 분리되도록 하는 기술이다. • DNA와 단백질은 전하를 띠고 있기 때문에 전기를 걸어주면 각 분자의 전기적 특성에 따라 전장을 이동하게 된다.
겔에 홈을 만들어 DNA나 RNA, 단백질 등의 분자를 집어넣고 전류를 흘려주면 음전하를 띤 이들 분자들은 전기적인 힘에 의해 겔 안에서 이동하게 된다. 같은 크기를 가진 분자들은 하나의 집단을 형성하여 움직이게 되는데 만약 수조개의 동일한 분자들을 전기영동 했다면 겔을 염색하였을 때 이것이 하나의 띠 모양으로 나타나는 것을 확인할 수 있다.
TAE buffer • TAE buffer는 말 그대로 pH를 안정시키는 완충용액이다. 전기영동을 하면 DNA를 이동시켜야 하는데 그 이동시키는 운반체들이 바로 이온들이며 그 이온을 buffer가 공급해준다.
식물색소란?? • 식물에 분포해 있는 색소를 식물색소라고 한다. 식물색소는 엽록소·카로티노이드·플라보노이드 3군의 색소가 널리 퍼져있다. 엽록소는 식물 잎의 녹색 색소인데 광합성색소로서 중요한 역할을 한다.
TAE buffer 만들기 • 50X TAE buffer 40ml와 증류수 1960ml를 잘 섞는다.
0.8% 아가로즈 겔 만들기 • 삼각플라스크에 아가로즈 분말 1.6g과 미리 만들어둔 TAE buffer 200ml를 잘 섞는다.
삼각플라스크 입구를 랩으로 막고 구멍을 몇 개 뚫은 후, 전자레인지에서 5분 정도 가열한다. (용액이 끓기 시작할 때마다 플라스크를 흔들고 다시 가열해서 용액이 완전히 투명해질 때까지 가열한다.
완전히 액체상태가 된 아가로즈 용액을 겔 트레이에 넣고 굳힌다.
식물에서 즙을 추출하기 <1> 귤 → 막자사발에 넣고 즙이 나올 때까지 간다. 하지만 귤껍질은 즙이 잘 나오지 않아서 곱게 간 후에 거즈로 싸서 짰다. 즙을 글리세롤과 함께 E-튜브에 넣어 관리한다.
<2> 사과 → 사과를 막자사발에 넣고 간다. 사과는 수분이 많은 과일이기 때문에 즙을 쉽게 추출할 수 있다. 즙은 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
<3> 돌나물 → 돌나물을 막자사발에 넣고 갈아서 즙을 추출한다. 그리고 그 즙은 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
<4> 컴퓨터용 사인펜 → 실생활에서 쉽게 접할 수 있는 것이어서 실험해보았다. E- 튜브에 글리세롤 100㎕를 넣어 사인펜을 담가 잉크를 푼다.
<5> 당근 → 믹서기에 당근을 잘게 갈고 그 것을 거즈에 싸서 즙을 짜낸다. (믹서기에 갈은 후에 막자사발에서 즙을 짜려고 했으나 실패했다. 그래서 거즈에 싸서 즙을 냈다.) 즙은 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
<6> 노란색 파프리카 → 노란색 파프리카를 막자사발에 넣고 갈아서 즙을 짜낸다. 짜낸 즙은 거름종이에 거른 후에 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
<7> 주황색 파프리카 → 주황색 파프리카를 막자사발에 넣고 갈아서 즙을 짜낸다. 짜낸 즙은 거름종이에 거른 후에 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
<8> 커피 → 실생활에서 쉽게 접할 수 있는 것이어서 실험해보았다. 커피에 증류수를 조금 타서 용해시키고 거름종이에 거른 후, 그 용액을 글리세롤 100㎕와 섞어 E- 튜브에 관리한다.
아가로즈 겔에 식물의 즙 로딩시키기 • 아가로즈 겔의 comb를 빼낸 후, 피펫을 이용해 그 공간에 각각 다른 식물의 즙을 집어넣는다. 이 때, 아가로즈 겔의 공간에는 각각 20ml씩 로딩한다.
전기영동 • 직류전원장치를 아가로즈 겔에 연결한 후, 전기영동을 시작한다. • 실험할 때, 전압은 40v였고 20분간 진행됬다.
실험의 정확성을 위해 같은 조건으로 한 번 더 실험을 했으나 결과는 위의 실험결과와 같았다 • 단, 두 번째 실험에서 귤은 재료가 부족해 귤은 제외했다.
실험 결과 • 대조군을 제외한 모든 실험군들이 (+)쪽으로 이동했다. 대조군은 (+)전하를 띤 색소는 (-)쪽으로, (-)전하를 띤 색소는 (+)쪽으로 이동했다. • 실험군들 중에서는 컴퓨터용 사인펜이 1.4㎝, 커피가 1.6㎝, 사과가 1.4㎝로 이 세 가지가 가장 많이 이동했는데 이 셋 중에서는 컴퓨터용 사인펜이 가장 선명한 색을 띠고 있었다. 그리고 사과는 중간 부분이 많이 흐렸다.
나머지 실험군들은 많이 이동하지는 않았지만 (+)쪽으로 이동하려는 모습을 보였다. 따라서 모든 실험군이 (-)전하를 띠고 있으며, 이동거리가 다른 것으로 보아 색소들이 지닌 성질이 다르다는 것을 알게 되었다. ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓
결론 및 제언 • 내가 실험한 실험군 중에서 컴퓨터용 사인펜과 커피의 색소 이동속도가 가장 빠르고 그 밖의 것들은 이 둘에 비해 이동속도가 느리다. 하지만 모든 색소가 이동속도가 각각 다르다는 점과 실험군의 색소가 (+)쪽으로 이동했으며, 이는 색소들이 (-)전하를 띠고 있음을 알게 되었다. 따라서 색소는 자기가 띠는 전하의 반대 전하의 쪽으로 이동한 다는 결론을 낼 수 있었다. 이번 실험을 통해서 식물색소는 각각의 성질이 다르며 전기영동을 통해 미지의 식물의 즙을 어떤 식물인지 알아낼 수 있을 것이라는 생각까지 하게 되었다.
