일반기술

미생물의 세포벽을 파쇄하는 방법

본 기술은 미생물의 세포 파쇄방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로파를 이용하여 미생물의 세포를 파쇄하는 방법에 관한 것이다. 지금까지 개발된 세포파쇄장치는 다음과 같다.(1)비드를 이용하여 비드의 상하 진동운동에 의해 세포를 파쇄하는 세포파쇄장치 : 비드를 이용한 이러한 세포파쇄장치는 동력낭비가 심하고, 대량의 샘플을 파쇄할 경우에는 적용할 수 없다는 단점이 있다. (2)또한 생명공학분야에서 이용되는 기술 중 효소 등의 시약(예: 효소가 함유되어 있는 용해 완충액(lysis buffer), 리소짐, SDS 용액(20% 소듐 도데실 술페이트))을 사용하 여 세포를 파쇄하는 방법 : 지나친 시약비용으로 인해 세포 파쇄 시 어려움이 따른다.(3)실린더 내에서 공이를 고속 회전시켜서 세포막을 파괴하는 방식(4)유압을 이용하여 시료를 매우 미세한 구멍으로 통과시킴으로써 세포막을 파괴하는 방식(5)초음파를 이용하는 방식(6)고온을 이용하여 세포막을 파괴하는 방식세포조직 등의 시료로부터 핵산, 단백질, 당, 지질 등을 추출하기 위해서는 반드시 세포파쇄과정이 필요하다. 그러나 상기한 바와 같은 세포파쇄방법은 많은 양의 샘플을 동시에 파쇄할 수 없다는 점, 세포 파쇄 시 소음이나 진동이 발생된다는 점 및 비용이 많이 소요된다는 점 등 기능, 효율, 및 비용의 측면에서 문제가 있다.본 기술은 상기 문제점을 해결하여 은 많은 양의 샘플을 동시에 파쇄할 수 있고, 세포 파쇄 시에 발생되는 소음이나 진동이 없으며, 비용이 저렴한, 미생물의 세포벽을 파쇄하는 방법을 제공한다.본 기술은 마이크로파를 세포에 조사하면 수시로 방향이 바뀌는 전기장(2.45x109 주기/초) 하에서 세포에 함유되어 있는 이온과 극성물질(물, 색소, 지방, 단백질 등)이 처음에는 무질서하게 배열하다가 전기장에 의해서 한 방향으로 배열하게 되고, 다시 무질서하게 흩어진 다음 다시 반대 방향으로 배열하는 과정(Rotational energy transitions)을 매우 빠른 속도로 반복하게 된다. 이와 같은 과정을 거쳐 전기장 에너지가 운동에너지로 바뀌고 운동에너지는 마찰에 의해 열에너지로 변환하게 된다. 이러한 과정에서 분자적 진동과 함께 미생물의 세포벽 또는 세포막이 파쇄되어 세포질의 수용성 유기물(용질)이 용매로 이동되는 추출현상이 이루어지는 것이다. 본 기술에 의한 미생물의 세포 파쇄 방법은 기존 기술에 비해 다음과 같은 특징 및 장점이 있다.(1)많은 양의 샘플을 동시에 파쇄할 수 있고,(2)세포 파쇄 시에 발생되는 소음이나 진동이 없으며,(3)비용이 저렴한다.이와 같은 장점 및 특징으로 인해 본 기술은 신물질의 탐색 및 발견이 보다 용이하게 널리 이루어 질 수 있을 것이다.