[생명공학 실험] 단백질 정제의 기본! 크로마토그래피(Chromatography)란? 1편

안녕하세요. 끄적이는 생명시간입니다:)

오늘은 단백질 정제 실험에 

 

*끄적이는 생명시간은 PC버전을 기준으로 작성되었습니다*

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크로마토그래피 (Chromatography)란?

크로마토그래피(Chromatography)는 혼합물의 구성성분을 분리할 수 있는 실험 방법 중 하나예요. 크로마토그래피를 원리를 알기 위해서는 제일 기본적인 용어를 알아야 합니다. 바로, 고정상(stationary phase)과와 이동상(mobile phase)입니다.

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고정상(stationary phase)은 물질이 지나가는, 즉 물질을 특성에 따라 분리할 수 있는 특징을 가지고 있어요.

이동상(mobile phase)은 고정상을 통과하면서 고정상의 특징에 의해 혼합물이 지나갈 수 있도록 하는 역할을 합니다.

Chromatography 원리

 

이동상이 고정상을 지나가면서 시료성분들이 고정상과 접촉하게 되고, 고정상의 특징에 따라 시료 성분과 상호작용하면서 붙잡히게 됩니다. 붙잡히는 정도, 힘에 따라 성분들끼리의 차이가 발생하고 이로 인하여 시료 성분들을 분리할 수 있게 됩니다.

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쉽게 설명하자면, 고정상과 강하게 상호작용(binding)하는 시료일수록 더 오래 고정상 내에 머무르게 되고,

약하게 상호작용하는 시료일수록 빠르게 고정상을 통과하기 때문에 특징에 따라 분리할 수 있게 되는 것입니다.

 

 

 

이동상에 따른 크로마토그래피 종류

크로마토그래피는 정지상의 특성에 따라, 이동상의 특성에 따라 분류됩니다. 오늘은 생명공학 실험에서 주로 사용하는 크로마토그래피에 초점을 맞추어 이동상에 따른 크로마토그래피와 그 외의 크로마토그래피 종류에 대해 알아보겠습니다.

 

1) Gas Chromatography, GC, 기체 크로마토그래피

기체 크로마토그래피는 이동상이 말 그대로 이동상이 기체인 크로마토그래피 기법입니다!

gas chromatography에 사용하는 컬럼(column)은 모세관 컬럼(capillary column) 또는 밀봉된 컬럼(packed column)입니다. 이 두 컬럼은 모두 비흡착성 특징을 가지며, 화학적으로 활성이 없는 물질로 만들어져 시료 분석에 영향을 끼치지 않도록 이루어져 있어요.

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기체 크로마토그래피의 경우 단백질 정제보다는 분석적 실험으로 자주 사용되고 있어요. 그 이유는, 기체 크로마토그래피의 경우 실험 시 고온 조건에서 실험하기 때문에 변성될 수 있는 단백질 실험에서는 지양하고 있습니다.

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기체 크로마토그래피(Gas Chromatography)의 도식화

 

 

2) Liquid chromatography, LC, 액체 크로마토그래피

액체 크로마토그래피는 기체 크로마토그래피와 다르게 이동상이 액체인 크로마토그래피입니다!

액체 크로마토 그래피의 경우 압력으로 이동상을 흐르게 하여 사용하게 되는데요. 단백질 정제 과정에서 주로 사용하는 크로마토그래피 기법입니다. 액체크로마토그래피는 Fast Protein Liquid Chromatography(FPLC), High-Performance(High-Pressure) Liquid Chromatography(HPLC) 두 가지를 주로 사용합니다. HPLC에서 성능을 업그레이드한 Ultra Performance Liquid Chromatography(UPLC)도 사용량이 늘어나는 추세예요!