DMSO 추출 및 EDTA 정제를 이용한 고순도 아가로스 제조

Abstract

제주산 우뭇가사리로부터 황산 첨가량에 따라 제조된 한천의 이화학적 특성을 분석하였으며, 이로부터 제조한 한천을 DMSO 추출, 증류수 및 EDTA 세척을 적용하여 제조한 아가로스를 표품 아가로스와 비교하였다. 한천 제조에서 자숙 과정에 황산 첨가량이 많을수록 겔강도, 융해온도 및 응고온도는 감소하였으나 황산기의 함량은 거의 변화가 없었다. 30 μL/L(pH 3.28)의 황산으로 추출·제조한 한천을 DMSO 추출과 Na2EDTA 세척을 순차적으로 정제하였을 때 황산기 함량은 0.06%, 겔강도는 2111 g/cm², EEO(-m_(r))는 0.08로 표품 아가로스와 비슷한 이화학적 특성을 나타내었다. 겔의 투명도는 정제한 아가로스가 표품 아가로스보다 우수하였으며, DNA 전기영동에서는 실험에 사용된 2개의 아가로스 모두 DNA 편자의 분리와 전개속도는 매우 유사하였다. 한천 및 정제 아가로스 그리고 표품 아가로스의 FT-IR spectra 측정 결과에서 정제 아가로스와 표품 아가로스는 거의 같은 흡수파장 범위를 나타내었으며, 한천은 아가로스와 달리 전체 황산기를 나타내는 1250 cm^(-1) 부근에서 피크를 나타내었다. 정제 아가로스 및 표품 아가로스는 ^(13)C NMR 측정에서 탄소 피크가 거의 일치하는 ppm을 나타내어 두 시료는 동일한 물질임을 알 수 있었다. 전자주사현미경의 입자표면분석에서 한천은 굴곡과 기공이 존재하지 않는 견고한 형태를 나타내었고, 정제 아가로스는 기공이 다량 존재하여 표면적이 매우 넓은 형상이었으며, 표품 아가로스는 굴곡이 많이 형성되어 용매가 쉽게 침투할 수 있는 구조로 되어 있었다. 이상의 결과를 종합해 보면, DMSO 추출 및 EDTA 세척법으로 정제한 아가로스는 시판되고 있는 표품 아가로스와 이화학적 특성에서 큰 차이가 없었으며, 13C NMR 등의 기기분석결과도 유사하게 나타나, 본 연구에 적용한 상기 방법은 향후 추가적인 Scale-up 실험 등이 보완된다면 고순도 아가로스의 산업적 대량생산을 위한 유용한 방법으로 활용이 가능하리라 판단되었다.

Agar was prepared by acid hydrolysis using sulfuric acid from Gelidium amansii collected in Jeju, and their physicochemical properties were characterized. Agarose was also made from the agar through the consecutive refining processes of dimethyl sulfoxide(DMSO) extraction, distilled water- and ethylene diamine tetra acetic acid(EDTA)- washing, and their properties were compared with that of the standard agarose. The gel strength, the melting point and gelling point of the agar in this study were gradually decreased, but the content of sulfate ester wes hardly changed with the increase of the quantity of the added sulfuric acid. The agar made with 30 μL/L(pH 3.28) of the sulfuric acid was further processed by consecutive DMSO extraction and Na2EDTA washing. For this agar, the content of sulfate ester was 0.06%, the gel strength was 2111 g/cm², and the electroendosmosis(-mr) was 0.08. Those properties were similar to that of the commercial agarose which was used for electrophoresis. The purified agarose in this study had lower absorbance in terms of gel transparency and had higher transparency than that of the standard agarose. Also, in DNA electrophoresis, the separation and movement speed of the purified agarose were similar to that of the agarose on the market. Under the FT-IR spectra, the purified agarose showed similar transmission values compared with the agarose on the market. In case of ^(13)C NMR, the purified agarose had the same carbon peak to the agarose on the market. When observed with scanning electron microscope, the agar had even and smooth surface without irregularity and pores, and the purified agarose had wide surface area with a large number of pores, while the agarose on the market had irregular surface to allow the solvent to easily permeate.