5. NaCl 0.72 M 과 LiCl 1.6 M — 왜 소금이 두 종류인가 · Dr. Yoo's mRNA Synthesis Reagents, First Steps

이 논문에는 소금이 두 번 나오고, 서로 다른 소금입니다.

걸음	소금	농도	무엇을 붙잡나	붙잡는 힘
DNA 포획 (30 °C 45분)	NaCl	0.72 M	비오틴 붙은 DNA	비오틴–스트렙타비딘 (단백질)
mRNA 결합 (실온 5분)	LiCl	1.6 M	poly(A) 꼬리	A–T 염기쌍 (핵산)
세척 (2회)	LiCl	0.15 M	—	씻어 낸다

첫 줄과 둘째 줄은 붙잡는 원리가 다릅니다. 그래서 소금이 하는 일도 다릅니다.

결합·세척 소금 농도를 밀어 보세요. 회수율과 순도가 반대로 움직입니다.

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“0.72 M 과 1.6 M 중 어느 쪽이 진한가” 를 이온세기로 정확히 견줍니다.

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# 이온세기 — '소금 농도' 를 제대로 견주는 자
# I = 1/2 * sum(c_i * z_i^2)
def ionic_strength(species):
    return 0.5 * sum(c * z * z for c, z in species)

cases = {
    "포획 완충액 (NaCl 0.72 M + Tris 20 mM)":  [(0.72, 1), (0.72, -1), (0.020, 1), (0.020, -1)],
    "결합 완충액 (LiCl 1.6 M + Tris 40 mM)":   [(1.60, 1), (1.60, -1), (0.040, 1), (0.040, -1)],
    "세척 완충액 (LiCl 0.15 M + Tris 10 mM)":  [(0.15, 1), (0.15, -1), (0.010, 1), (0.010, -1)],
    "참고: 세포 안 (대략 0.15 M 1가 소금)":     [(0.15, 1), (0.15, -1)],
}
for name, sp in cases.items():
    print("%-42s I = %.3f M" % (name, ionic_strength(sp)))

print()
ratio = ionic_strength(cases["결합 완충액 (LiCl 1.6 M + Tris 40 mM)"]) /         ionic_strength(cases["세척 완충액 (LiCl 0.15 M + Tris 10 mM)"])
print("결합과 세척의 이온세기 차이: 약 %.0f 배" % ratio)
print("같은 비드, 같은 꼬리인데 이 한 가지만 바꿔서 붙였다 뗀다.")

왜 리튬인가 — 나트륨이면 안 되나

RNA 를 다루는 곳에서는 관례적으로 LiCl 을 씁니다. 이유가 몇 가지 겹칩니다.

🧬

RNA·DNA 이중체를 잘 받쳐 준다

poly(A) 와 oligo d(T) 가 만드는 RNA–DNA 잡종 이중체를 안정하게 잡습니다

💧

에탄올에서 잘 녹는다

뒤에 알코올 침전이 오면 리튬염은 덜 따라 떨어집니다

🚫

DNA 는 덜 붙는다

진한 LiCl 은 RNA 를 고르는 쪽으로 조건을 기울입니다

반대로 포획 단계는 NaCl 입니다. 그 단계에서 붙잡는 힘은 염기쌍이 아니라 비오틴–스트렙타비딘이라서 소금의 종류가 중요하지 않습니다. 필요한 것은 “비특이 흡착을 줄일 만큼 적당한 이온세기” 뿐입니다 — 그 자리에 가장 흔하고 싼 NaCl 을 씁니다.

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결합 완충액 1.6 M, 세척 완충액 0.15 M — 이 열 배 차이의 구실은?

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DNA 포획에는 NaCl, mRNA 정제에는 LiCl 을 쓴 것을 가장 잘 설명한 것은?