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광학현미경과 해부현미경

Exp.1 Handling of microscope1. Introduction실험의 목적현미경의 구조와 사용법을 숙지한다.광학 현미경과 해부 현미경으로 물체를 관찰하며 차이점을 숙지한다.현미경의 정의육안으로 관찰하기 힘든 미세한 구조나 미생물들을 확대하여 관찰하는 기구를 일컫는 다. 주로 접안렌즈와 대물렌즈로 두 번 물체를 확대한 현미경을 지칭하나 그 외에도 전자 선을 이용하는 전자현미경도 있다. 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 것은 가시광선을 이용하는 복합광합현미경이며, 사용 목적에 따라 위상차현미경, 편광현미경, 간섭현미경, 암시야현미경 등이 개발되어 있고, 비가시광선을 이용하는 현미경으로서는 형광현미경과 전자현미경이 있다.현미경의 종류1. 광학현미경가시광선을 이용하는 현미경을 총칭하여 광학현미경이라고 하며, 오늘 날 상용되는 현미경은 모두 복합광학현미경이다. 이 현미경은 기본적으로 두 확대장치를 갖춘 것으로 일차 확대를 위한 대물 렌즈와 일차로 확대된 상을 재차 확대하기 위한 접안렌즈로 구성되어 있다. 그 밖에 확대율과는 관계없는 렌즈가 표본대의 아래에 있는 집광기에 붙어 있다. 이 집광기는 상을 잘 관찰할 수 있도록 광원으로부터의 광량을 알맞게 조절하는 장치이다. 성능이 좋은 광학현미경의 사용 가능한 최대 확대율은 약 1200배이고, 분해능은 약 0.2μm 이다. 광학현미경은 광원의 종류와 광선의 유도방식에 따라 여러 가지 형태의 현미경이 개발되어 사용되고 있다.2.암시야 현미경주로 미립자나 혈액 속의 지방 입자를 관찰하는데 사용된다. 어두운 방에 빛이 들면 먼지가 빛나 보이는 현상을 볼 수 있는데 후방의 배경이 되는 빛이 입자에 닿으면 빛이 산란 되면서 미립자의 위치, 형태, 크기를 알 수 있게 된다. 참용액의 미립자는 작기 때문에 빛의 진로가 보이지 않으나 콜로이드 입자의 크기는 가시광선의 파장과 비슷하기 때문에 빛의 산란이 일어나 빛의 진로가 보이는 틴들 현상을 이용한 원리이다.3. 해부 현미경보통 현미경은 두 눈의 접안렌즈로 물체를 관찰해도 대물렌즈의 광축이 하나이기 때문에 시료를 입체감 있이 관찰하지 못하지만 해부현미경은 광축 사이의 각이 15° 휘어 있어 입체감 있이 물체를 관찰 할 수 있다. 그리고 해부 현미경은 배율은 낮으나 상이 거꾸로 보이지 않아 곤충·초파리 등과 같은 작은 생물들을 해부할 때 주로 사용된다.4. 위상차 현미경무색투명한 시료라도 내부의 구조를 뚜렷하게 관찰할 수 있도록 한 특수한 현미경.보통 현미경은 물체의 명암이나 빛깔의 틀림에 의해서 관찰하고 있다. 따라서 빛의 흡수가 같은 투명한 물체에서는 굴절률이 틀리는 부분이 있다 해도 일정한 밝기를 가지므로, 뚜렷하게 분간할 수가 없다. 이 굴절률의 차이에 의한 두 빛의 위상차를 명암으로 바꾸어 관찰하는 것이 위상차현미경이다. 투과광 중에 입사광의 방향으로 나아가는 빛을 위상판(적당한 굴절률과 두께를 가진 투명판)을 통해서 다른 회절광보다 늦춤으로써, 위상차를 명암으로 고치고 있다. 시료를 약품으로 염색하여 짙고 연하게 할 필요가 없으므로 바이러스 등 살아 있는 그대로의 시료를 다루는 생물학이나 의학 방면에서 많이 사용되고 있다.5.간섭 현미경간섭현미경에서는 조직을 투과한 빛에 조직을 통과하지 않는 별도의 빛을 투사시킴으로써 조직을 투과한 빛이 간섭받도록 하고 있어 조직표본을 통과한 회절광에 따라 상이 다르게 나타난다. 이 현미경으로는 살아 있는 세포나 세포 속의 굴절률이 다른 구조물들의 입체상을 잘 관찰할 수 있다.6.암시야 현미경암시야현미경은 대물렌즈로 들어가지 않게 한 강한 사광을 이용하는 것으로서 특수한 암시야 집광기가 사용된다. 이 집광기는 빛이 렌즈의 중심을 통하지 못하도록 만들어져 있어 빛이 직접 대물렌즈로 들어가지 않게 되고, 따라서 시야는 어둡다. 시료에 굴절률이 다른 작은 입자가 있다면 이것에서 굴절된 광신이 대물렌즈로 들어오게 되어 반짝이는 점으로 나타나게 된다. 이 현미경은 밝은 조명상태에서 잘 보이지 않는 기름죽입자(chylomicron)와 같은 작고 투명한 구조물을 관찰하는데 흔히 사용된다.7.형광 현미경형광현미경에는 자외선 범위의 광파를 매우 강하게 방사하는 수은등과 같은 자외선 발생장치와 몇가지 여과기 즉 열흡수 여과기 활성여과기 방사여과기 등이 장착되어 있다. 시료에 자외선을 쏘였을 때 파장이 긴 가시광선인 형광을 발하는 물질이 있거나 또는 시료의 어떤 물질에 형광염료를 인위적으로 표지시켜 형광을 내도록 함으로써 그 물질의 소재를 관찰할 수 있다.8. 전자현미경광학현미경의 광선 대신에 전자빔[電子線], 광학렌즈 대신에 전자렌즈를 사용하여 형광면 위에 물체의 확대상을 결상(結像)시켜 관찰하는 현미경. 목적에 따라서 투과형·반사형·주사형 등으로 분류된다. 음극선 오실로스코프에 전자렌즈를 첨부한 형태인데, 오늘날의 전자현미경의 원형은 1932년경 독일의 E.루스카에 의해 완성된 것이라고 할 수 있다. 광학현미경의 분해능(分解能)이 빛의 파장에 의해 제한되는 데 대해, 전자빔의 파장은 0.05 정도로 짧아서 광학현미경으로는 관찰할 수 없었던 바이러스등의 미생물까지도 선명하게 관찰할 수 있다. 최근의 전자현미경은 수백만 배까지 상을 확대해서 관찰할 수 있고 결정 내의 원자배열(간격 1∼2 )까지 판별할 수 있으므로 생물학·의학·공학 등 넓은 분야에 걸쳐 이용되고 있다.현미경의 구조접안렌즈 : 눈을 통해서 들여다보는 부분이다. 일반적으로 대안렌즈의 장착 개수에 따라 단안 현미경, 쌍안 현미경, 삼안 현미경으로 나뉜다. 위와 같은 일반적인 것을 단안 현미경이라 하고 두개의 대안렌즈가 장착된 것은 쌍안 현미경, 디지털 카메라나 ccd카메라를 장착할 수 있는 현미경을 삼안 현미경이라고 한다.경각 : 현미경의 가장 밑에 자리 잡으며 현미경 전체를 지탱하는 역할을 한다.경주 : 경각의 후부로부터 거의 수직으로 서 있으며, 역시 현미경의 여러 부분을 지탱한다.경통 : 접안렌즈와 대물렌즈를 이어주는 부분으로 현미경은 접안렌즈, 대물렌즈의 비율, 경통의 길이에 의해 최종적으로 배율이 결정된다.대물렌즈 : 보고자 하는 물체 쪽에 있는 렌즈라는 의미로 대물렌즈라 불리며 일반적으로 대물렌즈는 1개에서 6개까지 장착되어 있으며 리볼버를 이용하여 회전시키고 관찰자가 배율을 높이거나 낮출 수 있다.재물대 : 관찰하고자 하는 물체를 고정시키는 곳이다.조동나사 : 초점을 맞출 때 현미경 광학계를 상하로 움직여주는 역할을 하는데 미동나사에 비해 움직임이 크다.미동나사 : 초점을 맞출 때 현미경 광학계를 상하로 움직여주는 역할을 하는데 이때 움직임이 조동나사에 비해 작다. 초점을 맞출 때는 움직임이 큰 조동나사로 먼저 조정하고 미세한 초점은 미동나사로 조정한다.반사경 : 표본을 밝게 볼 수 있도록 하는 조명 장치이다. 근래에는 이리저리 옮겨 다니며 조명을 찾을 필요 없이 조명장치가 함께 달려있는 현미경이 많다.현미경의 용도현미경 용도는 크게 연구분야(생물학,의학, 화학, 재료학, 고고학)와 산업분야로 나눌 수 있다. 하지만 최근에는 대부분 산학 공동연구가 이루어지고 있고 산업체에서도 자체적으로 R&D(연구개발:Research &Development)를 함께 지니고 있어 굳이 연구, 산업분야로 구분지을 이유는 없다. 즉 연구가 곧 신약개발, 신제품개발 등으로 바로 이루어지기 때문이다.연구분야로는 생물학, 의학, 재료학, 고고학, 환경학 등이 있으며, 이외에도 폭 넓은 분야에서 사용되고 있다.생물학: 생물, 미생물, 균류, 박테리아, 곰팡이 등의 관찰, 연구의학: 세포, 바이러스, 혈액, 피부조직 연구, 관찰, 검사재료학: 금속, 세라믹, 신소재, 반도체 공정(포토마스크, 반도체 칩)고고학: 화석, 광석, 출토품 등의 균열 상태, 구조 관찰환경학: 토양, 수중의 미생물, 수질 검사 등.현미경 사용법1. 현미경을 다룰 때에는 손을 청결히 하고 현미경을 이동할 때는 한 손으로 경주를 또 한 손으로는 경각을 받쳐서 든다.

자연과학| 2010.03.11| 5페이지| 1,000원| 조회(5,633)

광학현미경, 실체현미경, 해부현미경, 현미경의 종류

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단백질 정성 및 정량분석 평가A좋아요

Protein 정성 및 정량1. Introduction이 번 실험은 미지시료(계피시료)에 들어있는 단백질 양을 구하는 시험으로 단백질 정량하는 방법중에 biuret 방법을 이용하였다.우선 단백질 표준 용액을 준비하는데 이번 실험에서는 알부민 3.0㎎/㎖와 뷰렛시약을 준비하였다. 다음 미지시료는 계피가루를 녹인 것을 준비하였고 흡광도를 측정하기 위해서 분광광도계를 준비하였다. 다음 시험관 8개를 준비하여 알부민과 미지시료, 물을 레시피에 나와있는 것과 같이 취하였다. 다음 각 시험관에 뷰렛시약을 3.0ml씩 가하여 총부피를 6.0ml로 만들어 잘 섞었다. 뷰렛 시약을 섞자 1번 시험관은 하늘색을 띠었고 갈수록 파란색이 점점 짙어져서 7번시험관은 짙은 파란색을 띠었다. 하지만 8번시험관은 하늘색보다 짙은 색을 띠었다. 8번시험관은 3번시험관가 비슷은 색을 띠었었다. 다음 상온에서 30분간 두었다가 이 시험관을 들고 분석기기실에 가서 540㎚에서 흡광도를 측정하였다. 측정한 결과로 그래프를 그려보고 검정선도 그어보았다. 8번 미지시료의 흡광도는 3보다는 크고 4번 시험관 보다는 적게 나왔으므로 이 것을 바탕으로 미지시료의 단백질양을 구해본 결과 0.4555㎎/㎖이 나왔다.* 단백질식품중 단백질은 탄소, 수소, 산소의 각 원소 외에 반드시 일정량이 비율로 질소를 함유하고 있으며, 이외에도 황, 인, 그 밖에 미량의 금속을 함유하고 있다. 특히 질소는 지방이나 탄수화물 등 ㅅ기품의 다른 부요 성분에는 포함되어 있지 않으므로, 단백질 정량은 전 질소량을 정량한 후 이 값에 일정의 계수를 곱하여 단백질 함량으로 간주한다. 식품중 질소 화함물을 단백질외에 아미노산류, amide류, purine 염기류 및 creatine류 등으??? 함유하고 있으며 이들은 단백질이 아니며 이들은 비단백태 질소라 부른다. 또 식품중 전질소량에 단백질환산 계수를 곱하여 산출한 단백질은 이 성분들이 포함되어 있으므로 조단백질이라고 한다. 식품의 종류에 따라서는 비단백태 질소 화합물의 함량에 상당한ophan, phenylalanine과 같은 아미노산의 존재에 기인하며, 이 색은 방향족 아미노산의 benzene 핵이 nitro화 되기 때문인 것으로 알려져 있다.④ Millon 반응이 반응은 단잭질에 Millon시약을 가하였을 때 일어나는 정색반응으로 백색침전이 형성되고 가열하면 적색으로 된다. 이 반응은 phenol성 수산기를 가진 방향족화합물에서 공통적으로 일어나는 반응으로 단백질성분의 아미노산 중 tyrosine이 이 반응에 관여한다.⑤ Hopkins-Cole 반응단백질용액에 glyoxalic acid(O=CH=COOH)를 가하거나 또는 무수초산을 가한 후, 다시 진한 황산을 가할 때 그 경계면에 적자색의 환이 형성된다.이 반응을 Hopkins-Cole 또는 Adamkievitz 반응이라 하며, 단백질 중에 indole기를 가진 tryptophan 과 -CHO기를 가진 glyxalic acid, formaldehyde 등이 존재할 때 일어난다.따라서 tryptophan 을 함유한 casein에서 반응은 양성이기 때문에 이 반응을 우유의 방부제 formaldehyde 검출에 응용할 수가 있다. 그러나 tryptopyan을 함유하고 있지 않는 옥수수 단잭질인 zein은 이 반응에 음성이다.⑥ pauly 반응단백질용액에diazobenzene sulfonic acid용액을 가한 후 알칼리성으로 하면 등황~적색으로 된다. 이 반응은 tyrosine, histidine을 함유한 단백질에서 일어나며, 이들 아미노산의 benzene기에 위의 시약이 결합하여 azo계 색소를 생성하기 때문이다. 이 반응은 페이퍼 크로마토그래피에서 tyrosine 및 histidine 의 존재위치를 검출하는데 이용되며, 또한 용액 중 유리 histidine의 양을 비색정량하는데 이용된다.⑦ Sakaguchi 반응이 반응은 guanidyl기를 가진 아미노산인 arginine에서 일어나는 반응으로, guanidyl 기는 a-naphthol과 반응하며 그 생성물은 브롬과 같은 산화제에 의하여)2를 침전시킨다.이 상징액을 경사 여과하여 제거한다. 침전을 소량의 5g/l glycerine으로 경사 세척한다. 다음에 여과하여 침전을 여지위에 옮겨 알칼리성 반응을 나타내지 않을 때까지 세척한다. 침전을 자제접시에 옮겨 10% glycerine을 가하고 피펫으로 취할 수 있을 정도로 희석하여 시약병에 저정한다. 이 현탁액의 일정량을 도가니에 넣어 붉게 가열한 다음 방냉하여 칭량하고, CuO량을 구해 둔다.② 조작시료를 Barnstein법과 동일하게 물에 침지하여 가온처리한다. 침전제로서 CuO 0.3~0.4g에 상당하는 Cu(OH)2 현탄액을 가하고, 잘 교반하여 단백질을 침전시킨다. 경사 여과하여 침전을 완전히 여지위에 옮기고 이 침전을 물로 충분히 세척한다. 그 이후의 조작은 Barnstein법과 동일하다.(3) Trichloroacetic acid 법① 시약7.5% 및 2% trichloroacetic acid 용액② 조작시료에 물 50ml를 가하여 Barnstein법과 동일하게 조작한다. 방냉 후 침전제로서 7.5% trichloroacetic acid 용액 25ml를 가하여 교반시킨다. 이 때 trichloroacetic acid 용액의 농도는 2.5% 이상이 되도록 한다. 하룻밤 방치한 후 여과하여 침전을 완전히 여지위에 옮기고 이 침전을 2% trichloroacetic acid 용액으로 수회 세척한다. 그 이후의 조작은 Barnstein법과 동일하다.이 방법은 전분이 팽윤하여 여과를 방해하므로 전분질 식품에는 적합하지 않다.(4) Lowry 법① 원리Lowry법은 Folin-Ciocalteu의 phenol 시약을 tyrosine, tryptophan, cystein잔기에 의해 환원정색시키는 반응을 기본으로 하여, 여기에 Biuret법의 원리를 조합시킨 정량방법으로 미량의 단백질을 정확하고 간편하게 정량할 수 있다.② 조작여기서는 1cm각의 셀을 사용하여 분광광도계로 측정하기 때문에 시료용액 및 첨가시약의 용량을 원래 방법의 5배량 증가시킨 되어 유기물의 분해를 더욱 촉진시킨다.(7) Bradford 법Coomassie Brillant Blue G-250이 단백질과 결합하여 붉은 색이 푸른 색으로 변하고 최대 흠수파장이 495nm에서 595nm로 옮겨지는 것을 이용하여 단백질의 농도를 정량하는 방법이다. 이 방법은 2분 안에 측정이 끝나므로 매우 신속한 방법으로 재현성이 높고 감도가 Lowry방법에 비하여 매우 높다. Kl+, Na+, Mg++, (NH4)2SO4, Polyphenol, 환원당 등에 영향을 받지 않으며, 4,000 dalton이상의 펜티드나 단백질은 모두 측정할 수 있다. 비이온성 세척제, sodium dodecyl sulfate 등에 영향을 받으나 그 양이 0.1% 이내이면 무난하다. 석영큐벳과 반응을 하기 때문에 유리 또는 플라스틱의 큐벳를 사용해야 하며 단백질의 종류에 따라 표준검량곡선이 약간 달라질 수 있므르로 검량 곡선의 표준물질을 선택하는 것이 매우 중요하다.3) 분광광도계(Spectrophotometer)분광광도계는 식품분석에서 물질의 확인 및 정량에 사용되어 온 비색 분석을 응용하여 기기에 의한 방사에너지의 흡수를 측정하도록 한 것이다.현재 사용되고 있는 분광광도계의 측정법은 물질이 방사에너지를 어떠한 정도로 흡수하는가를 어떤 특정 파장에서 측정하여 그 흡수의 정도가 방사선의 파장과 더불어 어떤 모양으로 변화하는가를 측정하는 방법이라고 말할 수 있다. 분광광도계는 시료의 흡광도를 파장의 함수로서 측정하기 위한 기기이며 일정한 파장에서 시료를 측정할 수도 있다. 이러한 측정기기는 스펙트럽의 영역에 의하여 자외석 분광광도계 또는 적외선 분광광도계 등으로 분류된다.광 원 단색화장치 흡광기 검지기 미터 혹은 기록계Source Monochromator Absorption Cell Detector Meter or RecorderUV-Vis 분광광도계(1) 분광광도계의 구성① 광원자외부에서는 보통 수소방전관을 사용하였으나 최근에는 약 3배의 강도를 가지는 중수소방전관을 사용하고 광을 발생시킨다. 일반적으로 발광 화합물의 농도 분석에는 최대흡수 범위에 있는 파장을 사용한다. 그러나 Beer 의 법칙은 어느 정도 흡수가 있는 모든 파장에 있어서 적용되므로 반드시 그럴 필요는 없다. 따라서 방해물질이 측정하려는 물질의 최대흡수 파장에서 흡광할 때는 다른 파장을 선택하도 무방하다.⑤ 슬릿(slit)거르게 또는 단색화장치를 통과한 빛의 강조는 빛 감지 장치가 감지 하기에는 너무 약한 경우가 있다. 그러므로 빛 통로에 한 쌍의 차단장치를 두어 입사광의 강도를 조절 할 수 잇는 슬릿이 필요하다. 흔히, 간단한 비색계는 고정된 슬릿을 가지지만 보통 정교한 분광광도계는 조절할 수 잇는 슬릿 메카니즘을 가진다.⑥ 시료시험관 또는 큐벳(cuvettes)Lambert의 법칙으로부터 흡광도가 농도측정에 사용되려면 시료용기 (즉,시험관모양이면 시료시험관, 직선형 모양이면 시료큐벳)를 통과한 빛통로의 길이는 바탕용액에 사용한 시료용기에서의 그것과 같아야한다. 따라서 시료시험관이나 큐벳은 바탕용액용 시료용기와 같은 내부 두께를 가져야 한다. 시험관 모양의 시료용기들의 경우에는 내부 두께가 같다고 생각할 수 없다. 그러므로 시료시험관의 흡광도 특성을 검사하고 그들 중 표준화된 한 벌의 시험관들을 골라서 써야 한다.⑦ 광검출 광전관(light-detecting phototubes 또는 photocells)비색계와 분광광도계는 입사광을 감지하기 위하여 광전지나 진공광전관을 사용한다. 광전지는 투명한 금속막과 철판사이에 끼워진 감광성의 반도체로 이루어진다. 고아전지의 표면에 빛이 와 닿으면 셀렌으로부터 철로 전자가 흐르게 된다. 즉, 기전력이 생긴다. 만일 회로가 미량전류계를 통하여 연결되면 유도된 전류는 일정한 범위 내에서 셀렌에 조사된 입사광의 강도에 비례한다. 광전지는 270nm보다 짧거나 700nm보다 긴 파장은 감지하지 못하며 매우 약한 빛을 감지하지 못하는 한계성을 갖는다. 진공광전관은 전위차를 유지하기 위한 두 개의 전극을 가진다. 음극은 감광성의 금속으었다.

자연과학| 2008.04.27| 13페이지| 1,000원| 조회(1,573)

용액, 침출, mL, CuSO, Barnstein, biuret

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EXP.5 방선균의 분리1.방선균의 정의토양, 식물체, 동물체, 하천, 해수 등에 균사체 및 포자체로 존재하는 미생물로 방사상균이라고도 한다. 한때는 곰팡이와 세균의 중간에 위치하는 미생물 또는 세균과 사상균의 양쪽에 속하는 미생물로 간주되었으나 현재는 원핵세포란 점과 세균편모를 가지며 세포벽의 구조도 그람양성균과 비슷하다는 점 등에서 세균으로 분류된다. 대부분 땅속에서 서식하지만 동식물이나 사람에 기생하는 것도 있다. 병원성을 가지며 사람에 병을 일으키는 것도 있으나 항생물질을 생산하는 유용균도 많다. 또 토양에서 검출되는 방선균은 호기성, 혐기성, 고온성, 중온성, 저온성, 부생성, 기생성, 내산성, 호중성 등 특성에 따라 분류된다. 그 가운데서도 호기성, 중온성, 저온성, 부생성, 호중성 그룹에 속하는 것들이 가장 많으며 보통 토양 1g당 수백만 개씩 존재한다. 세포의 크기는 세균과 거의 비슷하며 세포가 마치 곰팡이의 균사처럼 실모양으로 연결되어 발육하며 그 끝에 포자를 형성하는 특징이 있다. 일반적으로 유기물질이 풍부한 알칼리성 토양 중에 많이 존재한다. 토양중의 방선균의 약 30%s,s 항생물질을 생성한다. 그러나 그람 양성균에 유효한 것도 많고, 그람 음성균의 경우에는 유효한 것은 적다. 또 독성이 강한 것이 많기 때문에 실제로 항생제로 이용되는 것은 제한되어 있다.2. 방선균의 특징발병억제형 토양에 많이 서식하며 메틸페닐케톤, 메틸에틸케톤, 스트렙토마이신 등의 항균물질을 생성한다. 게 껍질, 키토산에 활성화되어 증식하며 생육적온은 25도에서 30도이다. 50여 속이 존재하며 스트렙토마이시스가 95% 이상을 차지한다. 지오스민(geosmin)이라고 하는 휘발성 물질을 분비하여 흙냄새를 만들고 색소를 분비한다. 또 토양중 방선균은 각종 유기물의 분해, 특히 난분해성 유기물 분해에 중요한 역할을 한다. 또 스트렙토마이신이나 테트라시클린 등과 같은 항생물질을 생산해 다른 미생물을 지배하는 것으로 생각되고 있지만 확실하게 규명되지는 않았다. 농업적인 측면에서는 토양속 동식물의 사체를 분해하여 무기물로 변환시켜 토양을 비옥하게 만드는가 하면, 반대로 감자 더댕이병이나 고구마 잘록병등의 원인이 되기도한다. 또 소의 입속에 서식사는 방선균이 사료 중의이물에 의해 생긴 잇몸의 상처를 통해 몸속으로 침입해 골조직을 파괴하고, 신생물의 형성을 촉진시켜 안면의 변형을 일으키기도 하는데 이를 방선균 병이라고 한다.3.방선균의 분류방선상균이라고도 불린다. 방선균은 동물에 병원성이 없는 것과 있는 것으로 나뉘는데.병원성이 없는 것을 스트렙토미세스과(streptomycetaceae)라고 하고. 병원성이 있는 것은 악티노미세스과(actinomycetaceae)라고 한다. 또한 공기 중의 균사가 분생포자가 생기는 것을 스트렙토미세스속(streptomycea)이라 하고 짧은 자루 위에 몇 개의 분생포자가 생기는 것을 미크로모노스포라속(micromonospora)이라 한다. 무산소성형으로 항상선인 동물병원균을 악티노미세스속(actinomysea)이라 하고, 산소성형으로 일부 항산성인 균을 노카르디아속(nocardia)이라고 한다. 방선균은 전부 268종으로 알려져 있다. 방선균은 균사 형태로 발육하는데 균사는 분지되어 공기 중으로 균사를 내는 것도 있으나. 일반적으로는 한 덩어리가 되어 배지에 접착한다. 대부분은 그람양성균이다.4. 방선균의 생육 조건방선균의 감별에는 영양균사체의 색소 생산능력이나. 공지 중의 균사에 분생포자가 붙어 있는 모양이나, 또는 인공배지의 착색성 등 여러 성질에 의하여 분류한다. 스트렙토미세스속(streptomycea)의 방선균은 대부분 토양 속에 존재하고, 흙 속에서는 세균류 다음으로 생존균수가 많아 흙 1g 속에 100만에서 1000만개의 방선균이 있다. 이 균의 발육에는 중성에서 알칼리성(ph 6.8 ~8.0)이 양호하고, 이탄지와 같은 산성토양에는 생존이 극히 적다.발육온도는 25~38℃로 폭이 넓고, 주로 토양 중의 유기물을 분해한다. 흙 속에 있는 균의 수는 양토에 많고 사토에는 적다. 봄에는 적고 가을 특히 낙엽이 쌓이는 토지나 삼림토양에 많다. 토양 표면에는 적고, 표토 밑에 가장 많으면 깊이가 깊어짐에 따라 점차 감소한다.5. 방선균이 만드는 물질항생물질인 페니실린을 제외하고 거의 이 방선균에 의하여 항생물질이 생산된다. 각종 병원균의 발육을 저지하는 것에는 스트렙토마이신. 카나마이신. 테트라시클린. 오레오마이신. 테라마이신 등이 있고 또 식물의 균류병 방제에 유용한것으로는 블라스트사이진S. 카스가마이신.폴리옥신. 시클로헥시미드 등이 있다. 그 밖에 암에 특효가 있는 물질도 방선균에 의하여 생산된다.또 비타민 B17을 다량으로 만드는 종류도 있어 발효법에 의한 B17를 제조하는데 이용되고 있다. 최근 강력한 프토테아제를 분비하는 방선균이 발견되어 효소제로서의 용도도 주목되고 있다.※스트렙토마이신(streptomycin): 방선균의 일종인 스트렙토미세스 그리세우스의 대사물에서 발견된 항생물질.※테트라시클린(tetracyclin): 염산염은 물에 녹으며 약전명은 염산테트라시클린이고, 상품명은 아크로마이신이다. 1952년 오레오마이신(클로로테트라시클린)과 테라마이신(옥시테트라시클린)의 화학구조가 밝혀졌을 때, 이론상 이 두 가지의 기본체라고 할 수 있는 테트라시클린이 예상되어 4고리모양체라는 의미를 가진 항생물질이다.6. 방선균의 증식방선균은 가는 실 모양의 균사를 만드는 세균이다. 전형적인 세균과 방선균의 사이에는 형태로 보면 많은 증간형의 세균이 있어 세균과 방선균을 명확하게 구분하기 어려워 세균 분류에서도 가장 어려운 그룹으로 되어 있다. 세균 가운데서도 유산균이나 코리네형 세균으로 불리는 균은 일생 중에 세포의 형태가 다양하게 변한다. 짧은 간균이 생장하여 짧으면서도 균사상으로 까지 길어진다. 코리네형 세균은 균사의 2에서 3개소에서 짧은 가지를 치기도 한다. 그리고 균사상의 세포가 몇개의 짧은 간균으로 분열한다. 방선균에 이르기 일보 직전의 세균이다. 코리네형 세균으로서는 아졸로박터속이나 코리네박테리아속 등이 유명하다. 실은 밭의 비근권 토양의 세균 중 양적으로 많은 것이 코리네형 세균이고 짧은 간상의 것은 보통의 현미경으로는 구균과 구별하기 어렵다. 전형적인 방선균은 가지 친 긴 균사를 형성한다. 단, 균사의 굵기는 1마이크론 정도로 곰팡이의 균사에 비하면 수분의 1의 굵기에 지나지 않는다. 균사의 신장도 곰팡이보다는 나쁘다. 처음에는 먹이나 입자의 표면에 가로로 균사가 늘어난다. 이 때의 균사의 생장 방식은 균사의 선단에서 세포성분이나 DNA가 합성되어 앞으로 계속 자라는 선단생장이다.위에서 말했듯이 방선균은 포자를 생성하는데 포자의 형성은 곰팡이와 기본적으로 같다. 균사는 가로로 자란 후 수직으로 올라와 공기 중으로 뻗어나간다. 이것을 기균사라 한다. 기균사의 선단부분이 계속 구분되어 포자로 된다. 코리테형 세균에서는 균사가 단순히 구분되어 단간상 세포가 많이 만들어질 뿐인데, 방선균의 포자에는 침이나 털이 있는것도 있어 균사의 단편과는 다르다. 그리고 습한 토양의 독특한 냄새는 방선균의 일종인 스트렙토미세스속이 만드는 휘발물질 지오스민(geosmin)에 의한 것이다. 또 방선균에는 항생물질을 만드는 것이 많은데 항생물질은 포자 형성과정에서 만들어진다.7. 방선균의 배양방선균은 생장속도가 일반세균의 1/20정도에 지나지 않아서 배양시간이 길다. 종균배지에 짧게는 2에서 3일이지만, 고체배지에서 형태적 분화 특성을 관찰하거나, 생산배지에서 배양하면 1주일 내지 열흘까지 걸린다. 따라서 오염이 가장 큰 문제이다. 오염 방지에 대한 기술 및 숙련이 방선균 연구의 성패를 가름하기도 한다. 항생제를 생합성하는 방선균이라고 감수성 세균에 오염이 안된다고 생각하는 일은 없을 것이다. 오염은 두 생물간의 경쟁적 생장이므로 생장속도와 균체 농도가 절대적이고, 환경인자에 대한 내성과 선호성에 의한 것이지 항생제 같은 화학물질 1가지로 결정되지 않기 때문이다. 지속적인 연구나 생산을 위해서는 방선균의 균체를 대량 생산해서 보존하거나 계대를 하여 필요시 배양하여 종균으로 사용하는데 이때 배양에 따라 연구 결과나 생산성이 달라지는 것이 방선균에서는 흔한 일이다. 배양시 형질이 변화하지 않게 해야하고, 균체의 활성도 높으며, 대량의 균체를 오염 없이 안전하게 얻어야 하는 문제는 방선균 배양에서 심각하다. 균주를 지속적으로 개량하는 것이 방선균 연구에서 매우 중요한 일인데 균주 개량 방법에 따라 배양 방법도 달라진다. 생합성 관련 형질 개량이냐, 약제 내성 형질 개량이냐, 영양요구성 형질 개량이냐에 따라 배지의 조성, 배양 조건이 달라져야 한다.8. 방선균의 분리 (시료의 전처리)방선균은 일반적으로 희석평판법으로서 분리되지만, 시료에 따라서는 방선균에 비해서 다른 미생물, 예를 들면 세균이 훨씬 많다든지 혹은 그대로 도말하였을 때는 출현하는 방선균의 집락수가 아주 적은 경우, 또한 특정 방선균 그룹만을 분리하려고 하는 경우도 있다. 그와 같은 경우는 시료를 전처리하여 농축 또는 선택적으로 분리함으로서 보다 효율성을 높일 수 있다.①.일반적으로 풍건방법(바람이용)은 일반세균의 생육을 억제함으로서, 방선균의 분리를 용이하게 한다.②.방선균중에는 특정한 저.고분자 화합물을 분해, 이용하는 균주가 있는데, 분리시에 이점을 이용한다.③.특수한 환경조건하에서 일정기간동안 방치함으로서, 그것에 적응하여 생존하는 것만을 분리한다.④.방선균의 포자와 세균등의 영양세포 혹은 방선균포자의 속.종간에 있어서의 물리.화학적인 성질의 차이를 이용한다.※희석평판법: 멸균된 배지 또는 희석수에 시료를 혼합하여 그중의 일정량을 세균배양용 접시 에 부어서 배양하는 방법9. 방선균의 동정분리균주가 이미 명명되어 있는 분류중 어느 것과 일치하는 가를 정하는 것을 동정이라고 한다. 동정을 위한 시험항목은 분류가 달성된 시점에서 목적균과 근연균의 감별성상 중에서 가장 동정효율이 좋은 것을 선택한다. 분류와 동정은 서로 일치되지는 않지만 분류체계가 정비되고 나서 동정이 가능하게 되며, 또한 동정 불능 혹은 동정에 의의를 인식한 시점에서 분류학적 연구가 출발한다.따라서 분류와 동정은 상보적이라고할 수 있다.

자연과학| 2007.11.01| 5페이지| 1,000원| 조회(2,649)

항생제, 방선균, 방성균, 토양세균, 방선균배양

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항산성 염색

산업미생물항산성 염색생명공학부3조200521276 정요한담당조교: 양경석Introduction1.항산성 염색결핵균, 나균과 같은 항산성균은 보통 염색법으로는 염색되지 않고 가온 염색 또는 장시간 염색에 의해 탈색되지 않는 성질을 가지고 있다. 이런 균을 항산성 세균(Acid fast bacteria)이라고 한다. 이들 균이 항산성을 나타내는 이유는 세균들이 mycolic acid라는 지질을 다량 함유하기 때문이다. Mycobacteria나 Actinomycetes등이 항산성 세균이며, 이러한 균은 일반적인 염색법으로는 염색되지 않는다. Mycobacteria나 Actinomycetes 등이 대표적인 항산성 세균이다. Acid-fast 세균은 세포벽에 지질 성분이 있기 때문에 일반 염색방법으로는 염색이 잘 되지 않는다.2.항산성 염색의 원리정확히 밝혀지진 않았으나 acid-fast 염색에 사용하는 phenol은 결핵균의 지질을 용해하여 염색시약(arylmethane dye; carbolfuchsin, auramne0)이 세포내로 들어갈 수 있게 하며 염색시약이 결합된 세포벽은 acid-alcohol과 같은 탈색제에 노출되어도 결합이 유지되므로 acid-fastness (항산성)라고 표현한다.3.항산성 염색의 종류Acid-fast 염색 종류는 carbolfuchsin 시약을 사용하는 Ziehl-Neelsen 염색, Kinyoun 염색등과 형광물질인 auramne O, auramine-rhodamine을 사용하는 fluorochrome 염색법이 있다. Acid-fast 균은 carbolfuchsin 방법에서 적색을 보이고 fluorochrome 염색에서는 filter에 따라 차이가 있으나 보통 노란색에서 오렌지색을 띈다. 대표적인 것으로 Mycobacterium속 세균들은 열을 가하여만 염색이 가능하고, 일단 염색이 된 후에는 산성 알콜등의 탈색제로도 탈색이 되지 않기 때문에 붉은색으로 관찰된다. 이때 항산성이 없는 세균은 methylene blue나 1% malachite green등으로 대조 염색한다.※1. 항산성균은 붉은색, 비항산성균은 청색으로 염색된다.2. mycobacterium smegmatis 와 같은 병원성이 낮은 균을 사용하는 것이 좋으나, 결 핵균을 사용할 때에는 실험대에 3% cresol, 또는 5% phenol울 뿌리고 그 위에 신문지 나 종이를 깔아 놓고 염색을 시작한다.3. 생균이나 객담 등의 가검물로부터 감염된 우려가 있으므로, 오염되지 않도로 세심한 주의를 해야한다.4. 실험 방법1.균주를 슬라이드 위에 도말하고 열고정한다.2.carbolfuchsin 염색액(basic fuchsin 1g, 무수 alcohol 10ml, 5% phenol 100ml)으로 3~5분 간 가온 염색한다. 김이 날 정도로 가온하여 증발하여 마르지 않도록 염색액을 가 끔 보충시켜 준다. 너무 가열하여 슬라이드가 깨지지 않도록 주의한다.3. 실온 정도로 슬라이드를 식힌 후 흐르는 물로 가볍게 세척한다.4. 3% HCL_alcohol 로 1)~30초 간 탈색한 후 흐르는 물로 씻는다.

자연과학| 2007.10.04| 3페이지| 1,000원| 조회(3,325)

세균, 산성, 염색, fast, Actinomycetes

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그람 염색(Gram Staining) 평가A좋아요

(3) 그람 염색(Gram Staining)1) 실험목적Gram 염색법에 의해 세균감별 염색 방법을 익히고 세균의 Gram 염색에 따른 분류와 Gram 염색의 원리를 익힌다. 세균의 세포벽에 착색된 crystal violet에 탈색제에 의하여 저항성을 나타낼 때 양성균이라 하고, crystal violet이 탈색된 후 대조 염색제인 safranin으로 염색되는 것을 음성균이라 한다. 양성균 세포벽에는 teichoic acid가 존재하여 탈색제로부터 보호작용을 하여 crystal violet이 탈색된 후 대조 염색제인 safranin으로 염색되는 것을 음성균이라 한다. 양성균 세포벽에는 teichoic acid가 존재하여 탈색제로부터 보호작용을 하여 crystal violet이 남아있게 된다. 그러나 너무 오래 탈색하거나 old culture된 세균은 거의 Gram 음성균으로 나타나기 쉬우므로 특히 탈색에 주의하여야 한다.2) 그람염색의 발견덴마크의 세균 학자 Christian Gram은 1884년 Gram 염색법에 의하여 세균을 크게 Gram 양성균과 Gram 음성균으로 분류했다. Gram 염색의 주된 원리는 확실히 밝혀지지 않았지만 현재 가장 일반화된 이론은 Gram 양성균의 세포벽에는 magnesium ribonucleate라는 산성 물질이 있어 염기성 염료인 crystal violet과 결합하여 alcohol에 의해 탈색되지 않고 자색으로 염색되고 Gram 음성균의 세포벽에는 magnesium ribonucleate가 없어 탈색제인 alcohol에 의해 탈색된 후 대조 염색액인 safranin O에 의해 적색으로 염색된다고 알려져 있다. Gram iodine 용액은 매염제로 사용되며, crystal violet과 magnesium ribonucleate와의 결합을 촉진시켜 주는 역할을 한다. Gram 염색과 같은 감별 염색 방법은 세균 분류학에서 매우 중요한 기술 중의 하나이다. 시약의 조성 및 시간을 변형한 여러 방법이 개발되었는데, 그 중 Hucker 변법이 많이 사용된다.(1) 원리Gram 염색은 박테리아의 분류에서 가장 많이 사용되고 있는 염색법이다. Gram 양성균과 Gram 음성균을 구별하는 염색이기 때문에 differential stain이라고도 한다. Gram 염색 결과, 자주색으로 염색되는 세균은 Gram 양성이며 분홍색으로 염색되는 세균은 Gram 음성이다. 양성과 음성은 전기적 성질과는 무관하며 단순히 형태학적 차이를 나타내는 용어이다.Gram 양성균과 음성균이 서로 다르게 염색되는 것은 근본적으로 세포벽 구조가 다르기 때문이다. 세균이 세포벽은 크기와 형태를 유지하게 하며, 또한 삼투압에 의한 세포 파열을 방지하는 역할을 한다. 세포벽에는 펩티도글리칸이라고 하는 물질이 있기 때문에 아주 단단하다. Gram 양성균의 세포벽은 여러 층의 펩티도글리칸 층이 두껍게 감싸고 있는데, 세포벽의 약 80～90%가 펩티도글리칸이다.반면 Gram 음성균의 세포벽은 펩티도글리칸 층이 한 겹으로 매우 얇다. 이 층 외부에는 인지질, lipopolysaccharide, lipoprotein 등으로 구성된 외막이 감싸고 있는 형태로 세포벽이 이루어져 있다. 세포벽의 10～20%만이 펩티도글리칸이다. 이러한 세포벽 구조의 차이로 인한 Gram 염색의 차이는 세균을 분류하는 가장 기본적인 기준이 되었다.(2) Gram 양성균과 Gram 음성균의 염색차이 요인지금까지 알려진 바로는 Gram 양성균의 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체의 복합체가 탈색되지 않는 이유가 다음과 같다. 즉 탈색제로 사용되는 알코올이 여러 층이 펩티도글리칸을 탈수시켜 분자 간의 공간을 좁히기 때문에 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체의 복합체가 세포 밖으로 빠져 나오지 못하는 것이다. 따라서 자주색이 그대로 남는다. 그러나 그람 음성균의 경우에는 대부분 인지질로 구성된 외막과 세포막이 알코올에 쉽게 용해되며, 한 겹의 얇은 펩티도글리칸 층은 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체의 복합체를 막기 곤란하기 때문에 쉽게 탈색된다.이처럼 그람 양성과 그람 음성의 차이는 세포벽 구조에 따른 차이로 인해 구별되며, 어떤 경우에는 그 차이가 불명확하여 그람 양성이 그람 음성으로 염색되기도 한다.① 그람양성균의 균체 표면에는 리보핵산의 Mg이 있지만 그람 음성균에는 없다고 하는 설② 그람양성균은 음성균에 비하여 일반적으로 등전점이 낮은 것과 염기성 색소와는 보다 친화력이 있다고 주장하는 설③ 양성균의 세포막은 투과성을 가지지 않으므로 세포 내부에 형성된 요오드 복합체는 탈색되지 않지만 음성균은 어느 것이나 투과성을 가지므로 용이하게 탈색된다고 하는 설(3) 실험방법 상 오류예를 들어 처음 세포를 고정할 때 지나치게 강한 열처리를 하거나, 알코올로 탈색하는 것을 지나치게 오래하거나 세척을 너무 강하게 하면 그람 양성균도 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체의 복합체를 상실하여 그람 음성처럼 보일 수도 있다. 또한 24시간 이상 배양된 세균세포, 즉 대수기가 아니라 정상기나 사멸기의 상태에 있는 오래된 세균은 그람양성균이 음성균처럼 염색될 수 있다. 그 외 일부의 그람 양성균은 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체의 복합체를 세포 내의 가두는 능력에 차이가 있으므로 쉽게 잃어버리는 그람 양성균은 음성균처럼 염색될 수 있다. 따라서 실험 수행과 결과 분석을 신중하게 하여야 한다.2) 염색시약① Ammonium oxalate crystal violet 용액ⅰ. Crystal violet 용액 (stock solution)?Crystal violet ………………………………………………………………………20g?95% Ethyl alcohol ……………………………………………………………… 100㎖ⅱ. Ammonium oxalate 용액?Ammonium oxalate ………………………………………………………………… 1g?D.W. …………………………………………………………………………………100㎖ⅲ. Working solutionCrystal violet stock solution을 D.W.로 10배 희석하고 희석 용액과 ammonium oxalate 용액을 1 : 4의 비율로 희석한 후 여과하여 사용한다.② Gram's iodine 용액 (Lugol's solution)?Iodine crystal……………………………………………………………………………1g?Potassium iodin ………………………………………………………………………… 2g약절구에 위 시약을 넣고 D.W. 5～10㎖을 넣고 녹이면서 D.W. 240㎖가 되게 한 다음 5% sodium bicarbonate 60㎖를 첨가한 후 갈색병에 보관한다.③ 50% Acetone alcohol (탈색제)?90% Ethyl alcohol ………………………………………………………………… 250㎖

자연과학| 2007.10.04| 4페이지| 1,000원| 조회(2,492)

염색, gram, crystal, 탈색, violet

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