8. 구멍 30 nm — 크기로 가르는 체 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 II

μFD 모듈의 뼈대는 막 한 장입니다. 폴리에테르술폰(PES), 구멍 0.03 µm = 30 nm.

고른 이유가 셋입니다.

🧱

화학적으로 튼튼

세척·살균에 견딥니다

💧

친수성

물이 잘 지나가고 단백질이 덜 달라붙습니다

🧬

표면을 고치기 쉽다

폴리도파민을 입힐 수 있습니다 — 9강

그리고 30 nm 라는 숫자. 논문은 여러 구멍 크기를 시험했고, 더 크면 mRNA 가 투과액 쪽으로 새어 나갔다고 적습니다(Fig. S3a).

mRNA 가 접혔을 때 얼마나 큰지 재 봅니다. 30 nm 라는 선택의 근거입니다.

Python 브라우저에서 실행

# mRNA 는 얼마나 큰가 — 왜 30 nm 가 경계인가
import numpy as np

# 1960 nt 짜리 FLuc mRNA. 단일가닥 RNA 는 접혀 있어 실제 크기는 훨씬 작다.
nt = 1960
contour_nm = nt * 0.59          # 완전히 편 길이 (뉴클레오타이드 당 ~0.59 nm)
print("완전히 편 길이: %.0f nm" % contour_nm)

# 무작위 코일로 접힌 회전반경 Rg ≈ b * N^0.6 (좋은 용매)
b = 0.6
Rg = b * nt ** 0.6
print("회전반경 Rg  ≈ %.1f nm" % Rg)
print("유체역학적 지름 ≈ %.1f nm" % (2 * Rg * 1.3))
print()
print("%-16s %8s" % ("성분", "대략 크기"))
for name, size in (("NTP", 1.0), ("Na+ / Cl-", 0.4), ("DNase I", 4.0),
                   ("T7 중합효소", 7.0), ("잘린 DNA 조각", 5.0),
                   ("FLuc mRNA", 2 * Rg * 1.3)):
    print("%-16s %6.1f nm  %s" % (name, size, "← 막힘" if size > 30 else "통과"))
print()
print("→ 30 nm 구멍은 mRNA 만 남기고 나머지를 거의 다 흘려보낸다.")
print("   구멍이 50 nm 였다면 mRNA 도 함께 새어 나간다.")

구멍 크기를 밀어 보세요. 무엇이 통과하고 무엇이 남는지, 그리고 mRNA 손실이 어디서 시작되는지 보입니다.

불러오는 중…

보유액과 투과액

        들어감 100 µL/min
             │
   ┌─────────┴──────────┐
   │   3 mm × 30 mm 채널 │
   │  ────── 막 ──────  │
   └─────────┬──────────┘
             │
   보유액 20 µL/min      투과액 80 µL/min
   (mRNA 가 남는 쪽)     (DNA 조각·NTP·염이 가는 쪽)

흐름의 80%가 막을 통과합니다. 그 80% 가 불순물을 데리고 나갑니다. 남은 20% 가 mRNA 를 안고 다시 돌아와 한 바퀴 더 돕니다.

🤔 확인 문제

구멍 크기를 30 nm 로 고른 근거는?

🤔 확인 문제

탄젠셜 흐름 여과가 보통 여과보다 나은 점은?