네프론 여과 원리 실험과 반투과성막을 이용한 추가실험에 대한 질문

Question

청색포도당용액을 시린지 필터에 거르고 베네딕트 반응을 하여 색변화를 관찰하는 실험을 하려고 합니다. 그런데 청색포도당 용액을 시린지필터에 거른 용액과 거르지 않은 용액에 베네딕트 반응을 하면 차이가 있는지 궁금합니다. 시린지필터에 걸러지는 것은 청색 색소라고 들었는데 그러면 포도당 용액은 걸러지지 않으니까 시린지 필터를 거치든, 거치지 않든 모두 황적색으로 변하는게 아닌가요?

추가로 저희가 반투과성막을 이용해서 재흡수 과정도 실험해보려고 합니다. 위 실험에서 거른 포도당 용액과 증류수(?) 사이에 반투과성 막을 놓으면 포도당이 증류수로 어느정도 이동하는걸로 아는데 이 실험이 재흡수 과정 실험에 적합할까요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

시린지필터는 색소만 걸러서 포도당은 통과하기떄문에 베네딕트반응결과는 필터 전후 모두 황적색으로 나타잡니다.

반투과성막을 이용한 실험은 포도당이 증류수로 이동한느것을 관찰할수있어서 재흡수원리 일부를 모사할수있습니다.

다만 실제 신장의 재흡수는 능동수송과 수동확산이 모두 작용하기때문에 실험은 단순화된 모사라는것을

기억하고있어야합니다.

감사합니다.

Answer 2

먼저 실험의 원리를 정확히 이해하고 계십니다.

시린지 필터 여과 전후의 베네딕트 반응은 차이가 거의 없을 것으로 보입니다.

시린지 필터는 인위적으로 첨가된 청색 색소는 걸러내어 용액을 투명하게 만듭니다. 하지만, 포도당 분자는 색소 분자보다 훨씬 작아 필터를 그대로 통과하게 되죠. 따라서, 여과 전이든 후든 용액에는 포도당이 남아 있습니다.

결국 베네딕트 반응은 포도당의 존재를 확인하는 반응이므로, 두 용액 모두 가열하면 황적색 침전이 생성되게 되죠.

다만, 말씀하신 포도당 용액과 증류수 사이의 반투과성 막 실험은 재흡수 과정을 보기엔 적합하지 않을 듯 합니다.

말씀하신 실험은 포도당이 농도 차이에 따라 고농도에서 저농도로 이동하는 확산 원리인데, 신장의 재흡수는 세뇨관에서 필요한 물질을 능동 수송을 통해 농도 기울기를 거슬러 혈액으로 회수하는 과정이기 때문입니다.

그래서 말씀하신 실험은 신장의 사구체 여과 후의 확산 또는 투석 원리를 보여주는 데 더 맞는 것으로 보입니다.

Answer 3

청색 포도당 용액을 시린지 필터에 거르면 포도당은 통과하지만 청색 색소는 걸러집니다. 따라서 시린지 필터를 거른 용액은 색소는 없어지지만 포도당은 남아있어 베네딕트 반응 시 황적색으로 변합니다. 거르지 않은 용액 역시 포도당이 존재하므로 베네딕트 반응 시 황적색으로 변해 두 용액 모두 색 변화는 동일합니다. 반투과성막을 이용한 실험은 확산과 삼투를 보여주는 실험으로 네프론의 재흡수 과정은 능동 수송과 같은 복합적인 기전이 포함되므로 재흡수 과정을 완벽히 재현하기에는 적합하지 않습니다.