홍라이프 계산기실험실 완충용액 조제 계산 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 분자생물학 실험에서 가장 많이 쓰는 완충용액 네 가지를 원하는 부피로 환산해 줍니다. 세포·단백질 세척과 희석에 쓰는 1× PBS, 아가로스 겔 전기영동용 50× TAE와 10× TBE 원액, DNA 보관용 1× TE입니다. 완충용액 종류와 최종 부피를 고르면 시약별로 달아야 할 질량이나 넣어야 할 부피를 보여 줍니다.
계산 방법
모든 조성은 1,000 mL 기준이며, 배율 k = V ÷ 1000(V는 mL)을 각 양에 곱합니다.
- 1× PBS(1 L당): NaCl 8 g, KCl 0.2 g, Na₂HPO₄ 1.44 g, KH₂PO₄ 0.24 g, pH 7.4로 맞춤
- 50× TAE(1 L당): Tris base 242 g, 빙초산 57.1 mL, 0.5 M EDTA(pH 8.0) 100 mL
- 10× TBE(1 L당): Tris base 108 g, 붕산 55 g, 0.5 M EDTA(pH 8.0) 40 mL
- 1× TE pH 8(1 L당): 1 M Tris-HCl(pH 8.0) 10 mL, 0.5 M EDTA 2 mL
원리
완충용액은 농도로 정의되므로 용질의 양은 부피에 정비례해야 합니다. PBS의 NaCl 8 g/L는 약 137 mM, KCl 0.2 g/L는 약 2.7 mM으로 생리적 염 농도에 가깝습니다. 인산 이온은 pKa가 약 7.2여서 Na₂HPO₄(약 10 mM)와 KH₂PO₄(약 1.8 mM) 짝이 pH를 7.4 부근으로 유지합니다. 1×로 희석한 TAE는 Tris 40 mM, 아세트산 20 mM, EDTA 1 mM이고, 1× TBE는 Tris와 붕산이 각각 89 mM, EDTA 2 mM입니다. EDTA는 핵산분해효소가 필요로 하는 마그네슘 이온을 묶어 DNA를 보호합니다.
예제 풀이
- 기본값은 1× PBS, V = 1000 mL이므로 k = 1입니다.
- NaCl 8 × 1 = 8 g, KCl 0.2 × 1 = 0.2 g, Na₂HPO₄ 1.44 × 1 = 1.44 g, KH₂PO₄ 0.24 × 1 = 0.24 g입니다.
- 결과는 NaCl 8 g · KCl 0.2 g · Na₂HPO₄ 1.44 g · KH₂PO₄ 0.24 g · pH 7.4입니다.
- 증류수 약 800 mL에 녹이고 HCl로 pH를 맞춘 뒤 1 L로 채웁니다.
결과 해석
염의 질량은 무수물 기준입니다. 수화물(Na₂HPO₄·7H₂O 등)을 쓴다면 몰질량 비율만큼 늘려야 합니다. TAE와 TBE는 원액이므로 각각 50배, 10배로 희석해 사용하고, TE는 바로 씁니다. 세포 실험용 PBS는 고압멸균하거나 여과해 사용합니다.
흔한 실수
- pH를 맞추기 전에 최종 부피까지 채워 버리는 경우
- 수화물 시약에 무수물 질량을 그대로 적용하는 경우
- 겔과 전기영동 탱크에 서로 다른 완충용액을 쓰는 경우
자주 묻는 질문
TAE와 TBE 중 무엇을 써야 하나요?
TAE는 일상적인 분석과 큰 DNA 조각 회수에 많이 쓰고, TBE는 완충 능력이 커서 긴 시간 전기영동이나 작은 조각 분리에서 띠가 더 선명합니다.
10× TBE를 냉장 보관해도 되나요?
농축 TBE는 낮은 온도에서 침전이 잘 생기므로 보통 실온에 보관합니다.
TE도 고압멸균할 수 있나요?
가능합니다. 다만 Tris의 pH는 온도에 따라 달라지므로 식힌 뒤 확인합니다.
출처: Cold Spring Harbor Protocols, PBS·TAE·TBE·TE 조성 · Green M.R., Sambrook J., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 4th ed., 2012