식물의 색소분리 크로마토그래피 예비보고서
분야
hwp◑ 광합성과 엽록소
녹색식물이 유기화합물을 합성하기 위해서는 광합성이라는 과정이 요구된다. 광합성에 대한 많은 지식은 분리 엽록체를 이용한 연구에서 비롯되었다. 1937년 R. Hill은 엽록체를 다른 세포 내용물들과 분리하여 빛을 쪼였을 때, 일부 화합물을 환원시킬 수 있으며 산소를 생성시킬 수 있음을 발견하였다. 이 반응에서 CO2는 환원되지 않는다. Hill 반응에 의한 발견은 명반응에서 전자의 공급원이 물이라는 것과, 방출되는 산소의 기원이 물이라는 점이다. Hill은 그의 실험에서 인위적인 전자수용체를 사용하였다. 식물체에서 광합성의 측정은 가스 교환이나 건조량을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 식물은 엽록체라고 불리는 세포내 기관에서 광합성을 하게 되는데, 엽록체 내에 빛 에너지를 흡수할 수 있는 색소를 가지고 있다.
◑ 크로마토 그래피
크로마토그래피는 원래 혼합물을 각각의 단일성분으로 분리시키는 방법으로, 1850년경 F.F. Runge에 의한 염료의 분리에서 시작되었으며, 각 염료와 여과 종이의 친화력과 분자량 차이를 이용하여 여러 가지 염료를 분리해 냈다. 이 기술은 오늘날에도 널리 이용되고 있으며, 종이 크로마토그래피로 알려져 있다.
1906년 러시아의 식물학자 Mikhail Tswett는 채색된 식물 색소의 분리를 위해 적절한 흡착제로 충전된 유리컬럼을 이용했다. 그는 클로로필, 크산토필과 같은 여러 가지 식물성염료를 분리하는데 미세한 입자의 탄산칼륨으로 채운 유리관에 이들 화합물의 용액을 통하여 분리하였다. 분리된 화학종은 관에 색을 가진 때로 나타나므로, 이 과정에 대해 색의 기록이라는 의미인 크로마토그래피라는 용어를 사용하였다. 즉, 크로마토그래피의 뜻은 색깔을 기록한다는 뜻으로 그리스어의 어원을 가지는데 이는 초기 실험의 주요 대상물질이 식물의 색소였기 때문이다.
◑ 실험에서 이용법
이번 실험에서는 이러한 녹색시물의 광합성의 중요한 기능을 수행하는 색소를 찾아내어 분리하게 된다. 여기서 엽록소를 가지고 분광기를 이용하여 최대 흡수파장을 알아볼 것이다. 그래서 엽록소마다 고유의 색을 갖는 이유에 대해서 알아본다.
▶ 실험과정
◑ 준비물
시금치, 에탄올, 실리카겔 분말, 톨루엔, 크로마토그래피 용지, 작은 시험관, 마개가 있는 큰 시험관, 모세 유리관, 막자 사발, 막자봉
◑ 실험방법