동식물세포관찰 염색약종류

1. Result
1. 식물 세포의 관찰
 식물 세포는 발견하기도 쉬웠을 뿐더러, 단단한 세포벽을 지녔기 때문에 그 형태도 상당히 양호하고 뚜렷하게 관찰되었다. 식물 세포는 aceto orcein 용액으로 염색한 후 관찰하니, 핵도 매우 뚜렷하게 볼 수 있었다. 처음에는 cover glass를 덮는 것이 다소 미숙하여 세포와 더불어 많은 기포가 관찰되었으나, 다시 시도할 때에는 물방울을 떨어뜨린후 cover glass를 덮고 거름종이로 주위를 닦아내니까 주변에서 관찰되는 기포의 수가 상당히 감소하여 보다 선명한 관찰을 할 수 있었다.

2. 동물 세포의 관찰
 본 실험에서 구강 세포 발견 및 관찰이 참으로 어려웠다. 양파 세포와 같이 뚜렷한 형체를 지닌 것도 아니었고, 입 속에서 이쑤시개로 긁어내고 또 이를 slide glass에 문지르는 과정에서 세포의 상당량이 흩어져서 몇 개 관찰되지도 않았다. 아마도 동물 세포가 식물 세포에 비하여 상대적으로 보기 어려운 이유는 세포벽의 유무에 기인할 것이라고 생각한다. 구강 세포를 몇 개 발견하기도 힘들었을 뿐더러, 배율을 바꾸거나 염색을 한 후에는 세포를 찾는 것이 더욱 어려웠다. 이것은 조작 미숙 때문일 것이라고 추측한다. 보다 나은 실험을 위해서는 침 등의 기구를 사용해서 동물 세포 조직을 보다 많이, 보다 안정하게 체취하는 방법을 택하는 것이 필요하다고 본다.
핵이나 세포벽, 액포 등의 세포내 기관은 구분 지을 수 있으나. 리소좀, 리보솜, 소포체 등의 세포내 소기관들은 본 실험에서 사용한 광학 현미경의 분해능으로는 도저히 구분이 불가능했다. 기회가 된다면 주사 전자 현미경과 같은 높은 배율의 현미경을 사용하여 이를 관찰 해보고 싶다.

Internet Web Site에 가본 감상
: 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진을 통해 우리가 주변의 실험 기기로는 도저히 관찰할 수 없었던 미세한 세포의 구조까지 관찰할 수 있었다는 점에서 뜻깊었다. 지난 실험에서 광학 현미경으로 보았던 것과는 전혀 다른 세계를 맛본 것이다. 이와 같은 미세한 세포 소기관에서 생명의 신비로움과 자연의 위대함을 다시금 느낄 수 있었다. 언제 기회가 된다면 내 스스로 주사 전자 현미경을 조작하며 이러한 세포 소기관을 관찰하고 싶다. 아울러 의학도로서 이러한 관찰 기구를 조작하는 방법을 익히는 것도 상당히 중요할 것이라 생각한다.

 

 

 

4. 세포관찰에 쓰이는 염색약의 종류와 쓰임새
 원형질의 염색반응(Staining reaction)은 원형질의 화학적 성분이나 교질 상태 또는 염료액의 어떤 특성에 의존되어 있다 하겠다. 색고를 흡수하는 것은 주로 단백질이라 할 수 있으나, 원형질 그 자체의 색고의 영향이 확실치 않게, 원형질 속에는 미세한 지방이나 유적(油滴)과 같은 여러 종류의 생성물이 많이 간직되어 있으며 이들도 또한 염색이 되는 것이다.헤마톡시린이나 카민(Carmin)과 같은 유용한 자연염료를 제외하고 나머지 쓰이고 있는 염료들은 그 대부분이 Coal-tar의 산출물인 것이다. 이들 염료는 일반적으로 염(Salt)의 형태로서 쓰이고 있으며 크게 둘로 나누어지는데 즉 염기성인 염료액은 색소를 양이온(Cation)에 옮기게 되도 반대로 산성의 염료액은 색소를 음 이온(Anion)에 옮기게 되는 것이다. 앞의 그룹에 대하여 잘 알려진 예로는 Safranin, 결정바이오렐, Methyl blue 등을 들 수 있고, 뒤의 것의 예로는 Eosin, Methyl green, Fast green 등을 들 수 있다. 동물 세포 염색에는 메틸 블루가 그리고 식물 세포 염색에는 아세트산 카민 이나 aceto orcein을 들 수 있다.

 

5. 초점을 조절하여 세포의 입체적 구조 관찰, 파악하기
 slide glass에 놓인 세포를 현미경으로 관찰하면, 이것 하나하나는 평면으로 나타난다. 그런데 초점을 조절하다 보면, 초점의 거리에 따라서 선명하게 보이게 되는 위치가 달라진다. 거리에 따른 각각의 모양을 그린 후, CT 촬영과 유사한 방법으로 이 각 단면들을 합치면 3차원의 입체적 구조가 나타나게 된다. 이는 각 단면을 적분한 것이 입체가 되는 것과 유사한 원리이다.

 

 

염색약 종류

1. 아세트산 카아민 용액( Aceto - Carmine ) : 염색체 염색제

카아민 1g을 45% 초산 100mL에 놓고 끓으면서 잘 용해시킨다. 실온까지 충분히 식혀서 여과한다. 이 것을 슬라이드 글라스위의 재료에 떨어뜨리고 20분 정도 지난 후 커버글라스를 덮고 검경한다.

 

2. 메틸렌블루 염색액( Methylene blue ) : 동물세포의 핵 염색

      0.3g 메틸렌블루를 30mL의 에탄올(95%)에 녹인 후 100mL의 증류수를 첨가한다.

 

3. 라이트 염색액( Wright ) : 혈구 관찰용

0.2g ~0.3g 의 라이트 염색시약(powder)을 100mL의 메탄올(absolute)에 녹여 1~2일 방치한 후 사용한다.

 

4. 김자 염색액( Giemsa ) : 백혈구 관찰용

김자 0.8g과 글리세롤 50mL와 메탄올 500mL를 혼합하여 2~3일 동안 흔들어 준다. 이것을 저장액으로하여 염색액으로 사용할 때에는 저장액 1mL에 50mL의 증류수를 넣어 희석한 후 사용한다.

5. 염기성 푸크신액 ( basic fuchsin solution ) : 핵 염색

basic fuchsin(1g) + 50% 알코올(100cc), 염기성 색소로서 핵, 원형질, 목화된 세포막, 세균, 배낭, plankton 등을 붉게 염색한다. 너무 많이 염색된 경우 알코올로 탈색한다. Methylene blue와 복염하면 핵과 인은 붉으게 다른것들은 푸르게 염색한다. Feulgen씨는 치모핵산의 검출에 응용하였다.

 

 

6. 에오신액( eosin solutio ) : 세포질 염색제

eosin(1g) + 70% 알코올(100cc) 혹은 1% 수용액. 산성색소로서 세포질 염색제로 유명하다. 세포내 단백질의 결정, 호분립, 입균, 조류, 동물조직들을 붉게 염색한다. haematoxylin 이나 메틸그린 같은 염기성 색소로 염색한 것으로 알코올 용액으로서 사용한다. 다른 것은 세포질 염색을 목적으로 수용액으로서 염기성 색소 사용전에 염색한다.

 

7. 오렌지 G액( orange G solution )

오렌지G (1g) + 증류수(100cc). 산성색소로서 세포질 염색에 좋다. 끓이면 색소가 파괴된다.

 

8. 비스마르크 브라운액( bismark brown solution )

bismark solution(1g) + 증류수(100cc). 염색성색소로서 세포질 염색에 좋다. 끓이면 색소가 파괴된다.

 

 

9. 헤마톡실린 용액( haematoxylin solution ) - 세포벽, 염색체 등의 염색

암모늄 명반의 포화 수용액에 섞어서 혼합액을 만들고 공기가 통하도록 거즈로 병입을 싸면 다음 1주일 정도 둔다. 여기에 글리세롤, 알코올을 타서 몇 달 동안 놓아두고 때때로 흔들어 진한 암자색이 된 다음에 걸러서 쓴다. 염색하면 청자색으로 진하게 물들므로 염산 알코올로 탈색한다. 그 다음 70% 알코올 용액을 넣으면 염산에 의해 붉게 물든 부분이 알맞게 청색으로 회복되므로 알코올로 탈수한다.

 

 

10. 메틸셀룰로오스 용액( methyl cellilose ) - 원생동물 관찰

현미경 검경시에 원생동물의 운동성을 줄인다. 건조한 메틸셀룰로오스 5g을 95mL의 증류수에 녹인다. 70~80℃의 물에서 녹인 후, 24시간 동안 냉장실에 보관하였다가 사용한다. 이 용액은 끈끈한 점성을 지니는데 원생동물 배양액 한 방울에 메틸켈룰로오스 용액 한 방울을 섞어 사용한다.

 

11. 사프라닌 용액( safranin solution ) - 핵, 인, 중심립 염색

safranin(1g) + 50% 알코올(100cc). 사프라닌올 순 알코올에 녹이고 며칠 후 증류수를 가해서 쓴다. 이것은 농적색으로 염색되며 순 알코올로 탈색하면 인과 염색질만이 남고 다른 것은 탈색된다.

 

 

12. 콩고레드 용액( congored ) - 코아세르베이트 염색용

콩고레드 0.1g을 100mL의 증류수에 잘 녹이고 필요한 경우에는 여과하여 사용한다.

 

 

13. 칠거 용액( Ringer solution )

(1) 개구리 조직용 - 이 용액은 개구리 조직과 등장액이므로 개구리의 생체조직을 관찰하는데 이용한다. 절제한 개구리의 심장을 이 완충액에 넣어두면 몇 시간 동안 박동을 지속시킬수 있다.

* 다음 물질들을 증류수 1L에 녹인다. KCl(0.14g) + NaCl(7.50g) + CaCl2(0.12g)

 

 

(2.) 포유동물 조직용 - 이 용액은 포유동물 조직과 등장이므로 포유류의 생체 조직관찰에 유용하다.

*증류수 1L에 다음 물질을 녹여서 만들다. KCl(0.42g) + NaCl(9.0g) + CaCl2(0.12g) + NaHCO3(0.20g)

 

14. 산성 푸크신액( acid fuchsin solution ) - 원형질(적색), 원생동물, 신경세포 염색

산성 푸크신 1g을 증류수 또는 70% 알코올 100cc에 녹인다.

 

 

15. 메틸 그린액( methy green solution ) - 핵 염색

* methy green(1~2.5g) + 증류수(100cc). 염기성색소로서 핵염색체로 가장 좋다. 이미 고정한 재료의 염색에는 승홍이외로 고정한 것은 효과가 적다.

 

 

 

3. Reference
(1) Kimball Biology, Fifth Edition, John W. Kimball, 探求堂, 1995. 1. 10
(2) 기본 세포학, 옮긴이: 강영선, 한국번역도서 주식회사
(3) 세포생물학, 강영선, 하두봉, 소원주, 이웅식 공저, 문운당, 1975. 3. 1
(4) 生物學 實驗, 한국생물과학협회, 아카데미 서적
(5) 遺傳學, 강영신 외, 1998