건조/흡수팽윤법 (Imbibition: 임버비션)
페이지 정보
작성자 cr5 작성일14-01-10 16:42 조회1,531회 댓글0건관련링크
본문
|
건조/흡수팽윤법
(Imbibition: 임버비션)
식물유전공학의 핵심은 외래 유전자를 식물세포에 도입하여 외래 유전자 유래의 단백질을 식물세포에서 만들게 하는 것인데,이 때 엄청난 크기의 외래 유전자인 DNA를 식물세포에 도입하는 것이 고도의 기술을 요구한다. 동물세포는 세포막만 있지만,식물세포는 세포막을 다시 단단한 구조의 세포벽이 또 둘러싸고 있기 때문에 외래 물질을 세포 내로 도입하는데 구조적인 어려움이 따른다. 이를 극복하기 위한 여러 가지 기술들이 식물공학 분야에서 더욱발달하게된 것은 이런 식물세포의 구조적인문제 때문이다.
DNA의 크기는 단백질보다 수십에서 수백 배정도 큰데, 이런 큰 물질을 세포벽과 세포막을 통과하여 세포 내로 도입하는 것은어려운 문제였다. 요즘에는 최첨단 장비들과 방법들이 많이 개발되어 있지만, 20년 전에는 기본적인 생물학적 현상에 의존한 원초적인 방법을사용했다. 즉, 식물 조직을 죽지 않을 정도로 건조시킨 다음 도입하려고 하는 DNA 용액 속에 담그게 되면, 물은 마치 쓰나미처럼 용액에서 조직 속으로 흡수되고 세포는 마침내 물풍선처럼 팽윤하게 된다.
이때 엄청난 크기의 DNA 조차 물에 용해되어 있다가 물이 세포 내로 이동할 때에 세포벽을 통과하고 세포막을 통과하여, 마침내 세포 내로 들어가게 된다. 이렇게건조상태의 조직과 세포에서 용매(물) 와 용질(물에 용해되어 있는 물질들) 이 함께 세포 내로 이동하게 되는 현상을 흡수팽윤이라 한다.
이는 세포막에 있는 각종 단백질과 다당류의 수분 활성도에 의하여 유발되는현상으로 기존의 액체의 이동에 관한 삼투압이나 확산 등과는 약간 다른 개념의 현상으로 볼 수 있다. 20년 전의 식물유전공학은 특별한 도구 없이 이런 간단한 세포의 생리현상을 이용하여 엄청난 크기의 외래 유전자 DNA를 식물세포 내로 넣었다.
바로 흡수팽윤법이다. 식물유전공학의 핵심은 외래 유전자를 식물세포에 도입하여 외래 유전자 유래의 단백질을 식물세포에서 만들게 하는 것인데,이 때 엄청난 크기의 외래 유전자인 DNA를 식물세포에 도입하는 것이 고도의 기술을 요구한다. 동물세포는 세포막만 있지만,식물세포는 세포막을 다시 단단한 구조의 세포벽이 또 둘러싸고 있기 때문에 외래 물질을 세포 내로 도입하는데 구조적인 어려움이 따른다. 이를 극복하기 위한 여러 가지 기술들이 식물공학 분야에서 더욱발달하게된 것은 이런 식물세포의 구조적인문제 때문이다.
DNA의 크기는 단백질보다 수십에서 수백 배정도 큰데, 이런 큰 물질을 세포벽과 세포막을 통과하여 세포 내로 도입하는 것은어려운 문제였다. 요즘에는 최첨단 장비들과 방법들이 많이 개발되어 있지만, 20년 전에는 기본적인 생물학적 현상에 의존한 원초적인 방법을사용했다. 즉, 식물 조직을 죽지 않을 정도로 건조시킨 다음 도입하려고 하는 DNA 용액 속에 담그게 되면, 물은 마치 쓰나미처럼 용액에서 조직 속으로 흡수되고 세포는 마침내 물풍선처럼 팽윤하게 된다.
이때 엄청난 크기의 DNA 조차 물에 용해되어 있다가 물이 세포 내로 이동할 때에 세포벽을 통과하고 세포막을 통과하여, 마침내 세포 내로 들어가게 된다. 이렇게건조상태의 조직과 세포에서 용매(물) 와 용질(물에 용해되어 있는 물질들) 이 함께 세포 내로 이동하게 되는 현상을 흡수팽윤이라 한다.
이는 세포막에 있는 각종 단백질과 다당류의 수분 활성도에 의하여 유발되는현상으로 기존의 액체의 이동에 관한 삼투압이나 확산 등과는 약간 다른 개념의 현상으로 볼 수 있다. 20년 전의 식물유전공학은 특별한 도구 없이 이런 간단한 세포의 생리현상을 이용하여 엄청난 크기의 외래 유전자 DNA를 식물세포 내로 넣었다.
바로 흡수팽윤법이다.
화장품의주요 성분은 물이며 주름개선이나 미백에 관여하는 기능성 유효 성분들은 대개 이온형태로 물에 용해되어 있다. 각질은 대개40~50%의 수분을 유지하며 피부의 제일 바깥에서 보습을 하는 보호막으로 그 안쪽은 정상적인 표피세포들로서 약 6~70%의 수분을 유지하고 있다.
건조 상태에서는 이 수치가 각질에서는 30% 이하 또는 세포들의 수분 함량도 50%까지도 될 수있다. 관리 시에, 세안 또는 각질 제거 시에 공급되는 수분으로 세포는 충분한 수분 공급으로 팽윤되어 있는 상태이다. 이상태에서 화장품을 도포하고, 유효 성분이 각질을 투과하여 진피층까지 스스로 이동하기 힘들며 이동을 위한 자체 동력 또한 존재하지 않는다.
 대개는 이동을 위한 동력이 존재하지 않기 때문에 물질 이동을 위하여 메조롤러 또는 스탬프를 이용하여 채널을 만들고 강제적으로 물리적인 방법을 동원하여 물질을 투입시키는 노력을하기도 한다. 이 과정에서 때로는 피가 나고, 고통이 수반되고, 병원균의 감염이 일어날 수도 있고, 의료법상 위법 행위가 수반되게 된다. 자연의 원리를 거슬리기 때문에 인위적인 노력을 동원하게 되는 것이다.
 세안 또는 각질제거 후에, 충분한 수분이 공급된 상태에서 약 온풍 상태의 드라이기로 피부를살짝 말려주거나, 또는 드라이기의 소음을 피하려면 적외선램프 아래에서 포터블 선풍기로 건조를 한 후 솔루션을 도포하면 용매와 용질은 수 분활성도의차이로 밖에서 안으로 이동을 하게되며 이때 유효 성분은 심지어 세포 내에까지 도달할 수 있게 된다. 물에 용해되어 있는이온들은 물이 이동하는 곳까지 이동하게 된다. 생리현상을 이용하여 고통 없이 자연스럽게 관리를할 수 있는 기법이다.
 흡수팽윤법은 앞서 설명한대로, 충분한 수분활성도의 차이만 이끌어 낸다면 단백질 보다 수 백 배나 큰 DNA 조차도 식물의세포벽까지도 통과하여 세포 내로 이동하게 된다. 화장품에 사용하는 주름개선, 미백 기능성 물질은 크기가 DNA에 비하면 수만분의 일, 성장인자 단백질이라고해도 수백 분의 일에 불과하다. 즉, 세포벽의 장벽에 비하면 각질 장벽은 별거 아닌 수준에 불과한 것이다. 화장품의 작은 크기의 기능성 유효 성분은 어렵지 않게 각질 장벽을 통과하여 진피층까지 보낼 수 있으며, 심지어 세포 내부까지도 전달 할 수 있게 된다.
 또한 관리 시에 각질 제거를 이미 한 상태라면, 장벽이 제거된 상태에서DNA 보다 매우 작은 물질들은 어렵지 않게 표피, 진피 세포층까지도 건조/흡수팽윤 기법을 이용하여 이동시킬 수 있다. 별다른 도구 없이, 단지 바르는 과정만으로도 유효 성분을 피부 깊숙이 흡수시킬 수 있다는 원리이다.
이 과정 이후에, 초음파 젤 또는 마스크 팩을 활용하여 충분한 수분을 재공급해주면 모든 관리 과정은 끝이다. 단, 이 과정에서 유효성분의 loss를 감안해야 하기 때문에, 건조/흡수팽윤법 에서는 처치하는 솔루션의유효성분의 함량이 충분히 높아야 기대효과를 달성할 수 있다.
 < 출처: THE NEXT® 2013년 3월호, 20-23p 발췌 >
 글 / 이선교 Ph.D.
이학박사(식물분자생물학 전공, 사스캐치완 대학교, 캐나다) 전 캐나다연방과학성 연구원 전 동부기술원 식물공학연구소 소장 전 국가과학기술위원회 전문위원 현 한국바이오협회 부회장 현 넥스젠 대표이사 |
댓글목록
등록된 댓글이 없습니다.