14. 완충액 셋 — 붙이고 · 씻고 · 뗀다 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 II

완충액	조성	언제	무엇을 하나
A	20 mM Tris-HCl, pH 8.0	평형화 · 시료 희석	붙기 좋은 조건을 만든다 (5 mL/min)
B	20 mM Tris-HCl, 0.25 M NaCl, pH 8.0	세척	약하게 붙은 것을 떼어 낸다
C	20 mM CAPS, 1 M NaCl, pH 10.5	용출	목표물을 떼어 낸다
CIP	NaOH / NaCl → 아세트산칼륨 pH 5.5 로 재평형	운전 뒤	칼럼을 청소하고 되돌린다

손잡이가 두 개입니다 — 소금 과 pH. 그리고 용출에서는 둘 다 씁니다.

두 손잡이를 함께 움직이면 왜 분리가 잘 되는지 방향만 봅니다 (정량 모형이 아닙니다).

Python 브라우저에서 실행

# 소금과 pH 라는 두 손잡이가 결합 세기를 어떻게 바꾸나 (개념 모형)
import numpy as np

def bind_strength(nacl_M, pH, kind):
    # 정전기: 소금이 오르면 약해진다 / pH 가 오르면 리간드 양전하가 준다
    elec = np.exp(-nacl_M / 0.25) * np.exp(-(pH - 8.0) / 1.2)
    # 소수성: 소금이 오르면 오히려 세진다
    hydro = 0.25 * (1 + nacl_M)
    if kind == "mRNA":   return 1.0 * elec + 0.9 * hydro
    if kind == "짧은RNA": return 0.5 * elec + 0.3 * hydro
    if kind == "T7효소":  return 0.2 * elec + 1.4 * hydro
    return 0.0

steps = [("A  평형/결합", 0.00, 8.0), ("B  세척", 0.25, 8.0), ("C  용출", 1.00, 10.5)]
print("%-14s %8s %6s | %8s %8s %8s" % ("단계", "NaCl(M)", "pH", "mRNA", "짧은RNA", "T7효소"))
for name, s, p in steps:
    vals = [bind_strength(s, p, k) for k in ("mRNA", "짧은RNA", "T7효소")]
    print("%-14s %8.2f %6.1f | %8.2f %8.2f %8.2f" % (name, s, p, *vals))
print()
print("이 모형은 '어느 방향으로 움직이는가' 만 보여 주는 교육용이다.")
print("요점: 소금과 pH 를 같이 움직이면 정전기와 소수성이 서로 다른 방향으로 움직여")
print("      단일모드보다 넓은 분리 창을 얻는다.")

소금과 pH 를 직접 밀어 보세요. 세 성분의 결합 세기가 어떻게 갈라지는지 보입니다.

불러오는 중…

왜 용출에 pH 10.5 를 쓰나

CAPS 완충액에 pH 10.5 — 꽤 센 알칼리입니다. 이유가 둘입니다.

➖

리간드 전하를 지운다

PrimaS 리간드의 양전하가 높은 pH 에서 줄어듭니다. 붙잡을 힘이 사라집니다

🧬

2차구조를 푼다

RNA 의 접힘이 풀려 칼럼 안에 걸려 있던 것이 나옵니다

대신 대가가 있습니다. 알칼리에서 RNA 는 가수분해에 약합니다. 그래서 용출 뒤 곧바로 HF-TFF 로 완충액을 갈아 끼웁니다 — 16강. 공정 순서가 화학적 위험을 관리하는 방식입니다.

🤔 확인 문제

세척 완충액 B 에 NaCl 0.25 M 을 넣는 까닭은?

🤔 확인 문제

용출 뒤 곧바로 완충액을 갈아 끼우는 까닭은?