본문내용
1. 광학현미경용 조직표본 제작법
1.1. 고정
고정은 조직 표본을 제작하기 위한 첫 번째 단계로, 조직의 구조를 변형시키지 않고 생체와 유사한 형태를 유지시키는 데 목적이 있다. 이는 즉시 고정액에 넣음으로써 세균에 의한 파괴와 자가분해를 방지할 수 있다.
일반적으로 10% 포르말린 용액이 많이 사용되는데, 이는 조직을 화학적으로 고정하여 응고시키는 역할을 한다. 다만 장기간 고정에는 적합하지 않으며, 임시로 70% 이상의 에탄올을 이용하기도 한다. 에탄올을 사용할 경우 화학적으로 고정되어 응고된 느낌을 주게 된다.
고정 과정을 통해 조직의 구조가 잘 유지되어 후속 단계인 수세, 탈수, 포매 등의 처리 과정에서도 원형을 보존할 수 있게 된다. 이는 최종적으로 얻어지는 조직 표본의 질을 높이는 데 기여한다.
따라서 고정은 조직 표본 제작의 가장 첫 단계로서, 이후의 모든 과정에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 절차라고 할 수 있다.
1.2. 수세
조직표본을 제작하기 위해 채취한 조직편에 묻어있는 고정액을 물로 깨끗이 씻어내는 과정이 "수세"이다. 이는 고정된 조직을 성공적으로 염색하고 영구적인 표본을 만들기 위해 매우 중요한 단계이다.
고정액을 씻어내는 수세 과정에서는 조직편을 수돗물이나 증류수로 15분~30분 정도 충분히 씻어준다. 이를 통해 고정액에 포함되어 있던 화학물질을 제거할 수 있다. 고정액의 잔여물이 남아있을 경우 후속 실험 과정에 문제가 발생할 수 있기 때문에 철저한 수세가 필요하다.
특히 포르말린과 같은 화학고정액을 사용한 경우에는 조직편을 더욱 오랫동안 씻어주어야 한다. 포르말린이 잔존하면 염색 과정에서 배경이 짙게 염색되거나 조직의 구조가 변형될 수 있기 때문이다.
수세가 충분히 이루어지면 조직편의 pH가 중성에 가까워지고, 고정액의 영향이 제거되어 후속 실험 과정을 원활하게 진행할 수 있게 된다. 이처럼 수세 단계는 고정된 조직을 보존하고 관찰하기 위한 핵심적인 과정이라 할 수 있다.
1.3. 탈수
조직표본을 제작하기 위해서는 조직을 적절한 크기로 채취한 후 화학물질로 고정한 뒤 여러 단계의 처리 과정을 거치게 된다. 그 중 '탈수' 단계는 조직 내의 수분을 제거하여 다음 단계인 '투명화'와 '침투'가 이루어질 수 있도록 준비하는 중요한 과정이다.
탈수 과정에서는 조직 내의 수분을 점차 높은 농도의 알코올로 교체해 나가는데, 이는 조직 내 수분을 제거하여 조직 구조를 유지하는 것이 목적이다. 보통 50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99%, 100% 농도의 에탄올 용액에 일정 시간 동안 침지시켜 단계적으로 수분을 제거한다. 이러한 탈수 과정을 거치면 조직 내 수분이 알코올로 치환되어 에탄올과 파라핀 사이의 친화성이 높아지게 된다. 이는 다음 단계인 '투명화' 과정에서 에탄올과 자일렌 또는 클로로포름 등의 용매로 치환되는 것을 용이하게 하기 위함이다.
조직 내의 수분이 완전히 제거되면 조직이 투명해지고 파라핀과 친화성이 높아지므로, 다음 단계인 '포매' 과정에서 조직을 녹아있는 파라핀에 침적시켜 파라핀이 침투할 수 있게 된다. 이렇게 조직 내 수분을 제거하는 탈수 과정은 이후 단계에서의 조직 처리와 절편 제작을 용이하게 하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.
1.4. 포매
조직표본을 제작하기 위해서는 조직을 적절한 크기로 채취한 후 화학물질로 고정한 뒤 절단, 염색, 고정, 수세, 탈수, 투명화, 침투, 포매, 박절 등의 과정을 거치게 된다.
포매(=굳힌다) 단계는 조직을 얇게 절단할 수 있도록 파라핀 침투시키기 위한 과정이다. 채취한 조직을 녹아 있는 액체 상태의 파라핀에 넣어 포매하게 되면, 파라핀이 조직 내부로 침투하여 굳게 만든다. 이렇게 포매된 조직은 미세절단기를 이용하여 약 1~20㎛ 두께로 얇게 자를 수 있게 된다. 파라핀은 양초와 유사한 성질을 가지고 있어 조직을 견고하게 하는 역할을 한다.
조직을 파라핀에 포매하게 되면, 조직 내부의 수분이 제거되고 파라핀이 침투하게 된다. 이를 통해 조직이 단단해지고 얇게 절단할 수 있게 된다. 포매 과정에서는 먼저 조직을 점진적으로 농도가 높은 알코올에 침지시켜 수분을 제거한 뒤, 파라핀 용액에 침지시켜 파라핀이 조직 내부로 침투하도록 한다. 이후 파라핀이 경화되면 조직이 단단해져 얇게 절단할 수 있게 된다.
파라핀 포매는 조직 내부 구조를 보존하면서도 절단이 용이하도록 하는 핵심적인 과정이라고 할 수 있다. 이를 통해 현미경 관찰을 위한 조직 절편을 얻을 수 있게 된다.
1.5. 박절
박절은 미세절단기를 이용하여 조직을 얇게 자르는 과정이다. 포매된 조직 시료를 미세절단기로 약 1~20μm 두께로 얇게 자르는데, 이를 통해 빛이나 전자파가 투과될 수 있게 하여 현미경 관찰이 가능하도록 한다. 조직의 경우 두께가 너무 두꺼우면 빛이나 전자파가 투과되지 않아 관찰할 수 없기 때문에 박절 과정이 필수적이다.
박절 과정에서는 조직을 미세절단기에 고정하고 날을 이용하여 얇게 잘라낸다. 이때 조직이 뭉개지거나 찢어지지 않도록 주의해야 한다. 또한 얇게 절단된 조직 절편이 구겨지거나 말려 있지 않도록 하는 것이 중요하다. 절편의 두께가 균일하지 않으면 관찰 시 정확한 분석이 어려울 수 있기 때문이다.
경조직인 치아나 뼈 등의 표본을 만들 때는 일반적인 병리조직 제작 과정과 다른 특별한 처리가 필요하다. 이들 경조직은 너무 단단하여 바로 미세절단하기 어려우므로 탈회 과정을 거친다. 탈회 과정에서는 강산 처리를 통해 조직 내 무기질 성분을 제거하여 절단이 가능하도록 한다. 그러나 이 경우 석회화된 조직 구조가 변형되므로, 경조직의 구조를 그대로 관찰하고자 한다면 탈회하지 않고 연마 표본을 만들어 관찰할 수 있다.
이처럼 박절은 조직학 연구에서 매우 중요한 과정으로, 빛이나 전자파가 투과될 수 있는 적절한 두께의 시료를 만들어 내는 핵심 단계라고 할 수 있다.
1.6. 염색
염색은 조직 검경을 위해 매우 중요한 과정이다. 염색을 통해 세포의 핵과 세포질을 구분할 수 있고, 조직의 특징을 더욱 명확하게 관찰할 수 있다. 일반적으로 헤마톡실린/에오신(H/E) 염색 기법이 널리 사용된다.
헤마톡실린은 핵을 푸른색으로 염색하고, 에오신은 세포질을 붉은색으로 염색한다. 이를 통해 세포의 형태와 구조, 배열 상태 등을 명확히 관찰할 수 있다. 핵은 진한 청자색으로 관찰되며, 세포질은 분홍색으로 관찰된다.
이러한 H/E 염색은 조직의 일반적인 구조와 특징을 파악하는 데 유용하다. 하지만 특정 조직이나 세포를 선별적으로 관찰하기 위해서는 다른 종류의 염색 기법이 필요할 수 있다. 예를 들어 골조직에서는 마쏜 트리크롬 염색법을, 신경조직에서는 니슬 염색법을 활용할 수 있다.
이처럼 염색은 조직 표본 관찰에 있어 매우 중요한 과정이다. 적절한 염색 기법을 선택하여 조직의 특성을 효과적으로 관찰하고 분석할 수 있다.
1.7. 봉입
봉입은 제작된 조직절편을 현미경 관찰을 위해 덮개유리로 덮는 과정이다. 조직절편을 투명화하여 관찰이 용이하도록 하는 중요한 과정이다.
봉입 과정은 다음과 같다. 먼저 조직절편을 유리 슬라이드 위에 올려놓는다. 그 후 봉입액(mounting medium)을 조직절편 위에 부어 덮개유리를 밀착시켜 붙인다. 봉입액으로는 캐나다발삼, 에녹시린, 폴리스틸렌 등이 사용되며 조직의 굴절률과 비슷한 값을 가져야 한다.
봉입액이 굳으면 조직절편이 영구적으로 고정되어 현미경 관찰이 가능하다. 봉입 과정에서 기포가 생기지 않도록 주의해야 하며, 기포가 생기면 관찰에 방해가 될 수 있다.
봉입된 조직절편은 장기간 보관이 가능하며, 언제든 현미경으로 관찰할 수 있다. 이를 통해 조직의 구조와 특징을 자세히 관찰할 수 있다.
1.8. 검경
광학현미경을 이용하여 조직표본을 검경하는 과정은 매우 중요하다. 조직표본을 제작하여 현미경으로 관찰하면 세포와 조직의 미세한 구조와 특성을 확인할 수 있기 때문이다.
조직표본을 검경하는 마지막 단계에서는 봉입된 슬라이드를 현미경으로 관찰하게 된다. 이때 적절한 배율을 선택하여 관찰해야 하며, 조직의 특성에 맞는 현미경 기법을 사용해야 한다.
예를 들어 일반적인 병리조직 표본의 경우 가장 널리 사용되는 Hematoxylin-Eosin(H&E) 염색을 실시한다. H&E 염색에서 핵은 청자색으로, 세포질은 분홍색으로 염색되어 조직의 구조와 세포의 형태를 구별할 수 있다.
경조직 표본의 경우에는 탈회 과정을 거쳐야 하므로, 일반적인 병리조직 표본 제작 과정과는 다른 방식으로 검경해야 한다. 치아의 법랑질과 같은 경조직은 탈회 과정을 거치면 법랑질이 소실되므로, 비탈회 상태의 연마 표본을 제작하여 관찰해야 한다.
이처럼 조직 특성에 맞는 적절한 염색 기법과 관찰 방법을 선택하여 현미경으로 검경해야 한다. 검경 과정에서는 조직의 구조와 세포 형태, 특징적인 소견들을 면밀히 관찰할 수 있다. 이를 통해 정상 조직과 병리적 변화를 구분하고, 진단에 활용할 수 있다.
2. 세포와 조직
2.1. 세포의 구성
2.1.1. 세포막
세포막은 세포를 완전히 둘러싸는 막으로, 주로 인지질과 단백질로 구성되어 있다. 세포막의 구조는 두 층의 인지질이 배열하여 막 구조를 형성하는 이중막 구조이다.
세포막은 세포를 외부 환경으로부터 분리하여 세포의 내부 환경을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 세포막을 통해 물질의 이동이 일어나며, 인접한 세포 사이에는 세포막의 특정 부위에 특수한 세포연접이 형성되어 세포 간 상호작용을 한다. 또한 세포막은 수용체 역할을 하여 세포 간 신호 전달에 관여한다.
세포막의 구조적 특징을 살펴보면, 세포막은 인지질 이중층으로 이루어져 있다. 인지질은 친수...
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