제7차 교육과정의 가장 큰 특징은 수준별 교육과정의 시행이라고 할 수 있으며, 이에 따라 학생의 능력과 개인차에 따른 다양한 학습 과제의 개발이 필요하다. 제6차 교육과정의 중학교 과정에서 다루었던 크로마토그래피의 이론과 실험의 오류를 바로잡기위하여 중학생들이 크로마토그래피의 원리를 보다 정확하게 이해할 수 있는 새로운 실험 키트가 필요하다. 본 연구에서는 시중에 판매되고 있는 TLC판을 정지상으로 이용하고, 이동상으로는 상대적으로 인체에 해가 적은 혼합 유기용매를 사용하며, 시료 및 참고물질로는 시료의 전개 과정을 눈으로 쉽게 확인할 수 있는 산-염기 지시약들을 사용하여 새로운 크로마토그래피 실험 키트를 개발하였다. 또한, 이 실험 키트의 효과를 알아보기 위하여 중학생(일반 중학생 및 영재반 중학생)과 교사(과학 교사 및 비과학 교사)를 상대로 실험을 실시하여, 실험내용과 그 효과에 관한 설문을 조사하였다.
한국에서 자생하는 삼백초(Saururus Chinensis)의 지상부에서 Quercetin 배당체인 Hyperin, Isoquercitrin, Quericitrin, Rutin등 4종의 Flavonoid들이 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 기체 크로마토그래피(GC) 및 얇은막 크로마토그래피(TLC)를 이용하여 분리, 확인되었으며 주요 Flavonoid 성분으로 알려져 있는 Avicularin은 검출되지 않았다.
미오-이노시톨과 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 및 올레산등 5종의 지방산 메틸에스테르를 디메틸술폭시드 용매내에서 에스테르교환반응을 행하였다. 에스테르교환반응생성물은 얇은막 크로마토그래피, 관 크로마토그래피에 의하여 각각의 에스테르를 분리할 수 있고 미오-이노시톨 모노에스테르는 향류분배 방법에 의하여 잘 분리할 수 있다. 모노에스테르의 수용액에 대한 표면장력, 기포력, 유화력등을 측정하고 색소법에 의한 임계미셀농도를 추정하고 HLB값을 산정하였다. 이 결과로 미오-이노시톨모노에스테르는 계면활성을 나타낸다는 사실을 알았다.
미셀반응, 유화중합, 상간이동촉매반응 등에 이용되는 계면활성제가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위하여 반응 후 분해되는 분해성 계면활성제를 합성하였다. 케탈이나 아세탈반응에 의하여 이루워진 1,3-디옥솔란 고리가 산수용액 중에서 불안정해 쉽게 가수분해로 계면활성을 띠지 않는 분해성 계면활성제를 합성하였다. 합성된 화합물은 백색결정상태로 얻었으며 수율은 90% 이상이었다. 그리고 이 화합물과 중간생성물은 얇은막 크로마토그래피와 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 적외선과 수소핵자기공명 및 원소분석 스텍트라로 그 화합물들의 구조를 확인하였다.
인삼(人蔘)의 근(根) 및 지상부(地上部) 사포닌을 얇은 막 크로마토그래피로 동정(同定)한 결과(結果) 인삼근(人蔘根)에 함유된 사포닌 중 $ginsenoside-Re,\;-Rg_1,\;-Rc,\;-Rf,\;-Rb_2$ 및 $-Rb_1$ 은 각각 엽(葉)과 경(莖)에서도 동정(同定)되었으며 이외에도 엽(葉)에서 10개과 경(莖)에서 9개의 unknown spot를 동정(同定)할 수 있었다. 또한 부위별(部位別) 총(總)사포닌을 50% 초산으로 온화한 조건에서 산(酸) 가수분해(加水分解)하여 생성(生成)된 prosapogenin의 조사결과(調査結果), panaxadiol계 사포닌 및 ginsenoside-Re의 산(酸) 가수분해물(加水分解物)인 $ginsenoside-Rg_3$ 및 $ginsenoside-Rg_2$가 각각 동정(同定)되었다. 한편 근(根), 엽(葉) 및 경(莖)의 총사포닌을 황산 가수분해(加水分解)하여 sapogenin 조사결과, 근(根)에서는 panaxadiol, panax atriol 및 oleanolic acid가 검출되었고, 엽(葉)과 경(莖)에서는 panaxatriol 및 panaxadiol만이 동정(同定)되었다.
두류와 대두 제품중 가스 발생인자로 알려진 raffinose 와 stachyose의 함량을 2차 전개법과 guide-strip법을 이용한 얇은막 크로마토그래피에 의하여 정량하였다. 두류의 경우 raffinose함량은 국산대두 1.34%, 수입대두 1.17%, 강낭콩 0.65%, 붉은팥 0.49%, 녹두 0.49%이었고 stachyose 함량은 국산대두 4.1%, 수입대두 3.6%, 강낭콩 3.0%, 붉은팥 2.9%, 녹두 1.9%이었다. 대두제품의 경우 간장에서는 가스발생인자가 검출되지 않았으나 된장에서는 faffinose 함량은 46.6mg%이었고 stachyose 는 검출되지 않았다. 두부의 경우 raffinose는 26.7mg, stachyose 는 53.7mg%이었으며 두유의 경우 raffinose는 26.5mg%, stachyose는 41.7mg이었다.
우리 나라에서 재배된 4가치 품종의 보리와 이들의 맥아를 클로로포름-메탄올-물로 추출한 총지방질중 중성지질의 조성을 관, 얇은막 및 기체-액체 크로마토그래피로 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 4가지 품종의 보리와 이들 맥아중의 총지방질의 평균함량은 각각 3.3% 및 2.9%였으며, 보리중의 총지방질은 맥아에서 평균 12.2%가 감소되었다. 2. 보리와 맥아중의 총지방질중 중성지질의 평균함량은 각각 73.8% 및 68.5%였으며, 보리중의 중성지질은 맥아에서 평균 7.2%가 감소 되었다. 3. 보리의 중성지질중 트리-글리세리드와 유리지방산의 평균함량은 각각 57.5% 및 15.4%였으나 맥아에서 트리-글리세리드의 양은 감소하였으나, 유리지방산의 양은 증가하였다. 그 외에 sterol ester, free sterol, 1,3 및 1,2-diglyceride가 보리와 맥아의 중성지질중 부성분으로 함유되어 있었으며, 맥아중의 이들 neutral non-triglyceride fraction의 함량은 보리에서 보다 증가하는 경향이었다. 4. 보리와 맥아의 총지방질의 주된 지방산은 리놀레산, 팔미트산및 올레산이었으며, 맥아는 보리보다 포화지방산의 함량은 증가하는데 반하여 불포화 지방산의 함량은 감소하는 경향이 었다.
우리나라에서 재배된 4가지 품종의 보리와 이들의 맥아에서 추출한 총지방질중 극성지질의 조성을 관, 얇은막 및 기체-액체 크로마토그래피로 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 4가지 품종의 보리와 이들 맥아의 총지방질중 당질의 평균함량은 8.9% 및 12.3%, 인지질의 평균함량은 17.3% 및 19.2%였으며, 보리중의 당지질 및 인지질의 함량은 맥아에서 평균 39.5% 및 11.5%가 증가하였다. 2. 보리의 당지질 중에는 DGDG 와 MGDG가 평균 35.5%및 28.6%로 주요성분이 었고 SG와 Cerebroside는 20.7% 및 15.2%이었으며, 보리중의 DGDG 와 MGDG 는 맥아에서 감소되었으나, SG 와 Cerebroside는 증가하였다. 3. 보리의 인지질 중에는 phosphatidyl choline(PC), lysophosphatidyl choline(LyPC), diphosphatidyl glycerol(DPG), phosphatidyl ethanolamine(PE)의 순으로 함유되어 있었으며, 맥아는 보리에 비하여 PC, LyPC는 감소하였으나 PE와 DPG는 증가하였다. 4. 보리와 맥아의 지방질중 당지질 및 인지질 획분의 지방산조성과 그 변화는 총지방질과 중성지질 획분의 지방산조성 및 그 변화 패턴과 비슷하였다. 그러나 당지질 획분중에는 리놀레산, 인지질 획분중에는 팔미트산의 함량이 다른 획분들에 비하여 많았다.
갱글리오시드는 포유동물 세포막의 중요한 구성요소로서 세포와 세포 혹은 세포와 단백질간의 상호작용을 포함한 다양한 면역학적 역할을 수행하고 있다. 이 연구는 NIH-미니돼지의 간과 심장을 인간에게 이식할려고 할 때 예측되어지는 거부 반응과 관련된 구성성분들 중 시알산을 함유하고 있는 스핑고당지질인 갱글리오시드에 대해 조사하였다. 얇은막크로마토그래피와 면역조직화학적분석을 실시한 결과 NIH-미니돼지의 간은 갱글리오시드의 발현이 심장보다 높게 나타났다. 갱글리오시드 GD3, GD1a, GD1b, GT1b는 간과 심장의 두 기관에서 발견되었다. 그러나 GQ1b는 간에서만 발견되었고 심장에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 갱글리오시드의 발현양상은 간과 심장에서 조직특이적이라는 것을 의미한다. 한편, GM3를 포함한 다른 갱글리오 시리즈인 갱글리오시드들은 NIH-미니돼지의 간과 심장에서 검출되어지지 않았다. 이와 같은 연구결과로부터 갱글리오시드는 미니돼지의 장기중 특히, 간과 심장의 이종장기이식과 관련된 면역거부반응에서 어떤 역할을 수행하고 있다고 여겨진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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